ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2

Trường Đại học Bách Khoa TPHCM GVHD: Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng II/ XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC: 1.. Trường Đại học Bách Khoa TPHCM GVHD: Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng Q=15T... Trường Đại học

Trang 1

Trường Đại học Bách Khoa TPHCM GVHD:

Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng

MỤC LỤC PHẦN 1: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA 2

KHUNG NGANG 2

I/ DỮ LIỆU: 2

II/ XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC: 3

III/ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG: 6

PHẦN 2: MÔ HÌNH TÍNH TOÁN 12

PHẦN 3: THIẾT KẾ CỘT 35

I/ XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI TÍNH TOÁN CỦA CỘT: 35

II/ NỘI LỰC TÍNH TOÁN CỦA CỘT: 36

III/ THIẾT KẾ TIẾT DIỆN CỘT TRÊN: 36

IV/ THIẾT KẾ TIẾT DIỆN CỘT DƯỚI: 40

PHẦN 4: THIẾT KẾ DÀN MÁI 46

I/ CẤU TẠO DÀN MÁI 46

II/ TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DÀN 46

III/ TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG DÀN 47

IV/- XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TÍNH TOÁN TRÊN CÁC THANH DÀN: 53

V/- TỔ HỢP NỘI LỰC DÀN: 54

VI/ XÁC ĐỊNH TIẾT DIỆN CÁC THANH DÀN 57

VII/ KẾT QUẢ NỘI LỰC CHẠY BẰNG SAP 2000 65

PHẦN 5: BẢN VẼ CHI TIẾT 67

| T r a n g 1 Đ ồ á n K ế t c ấ u t h é p 2

Trang 2

2 Thông số kỹ thuật:

Trang 3

II/ XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC:

1 Thông số cầu trục:

Dựa vào các số liệu ban đầu: Sức trục Q= 15T, nhịp nhà L= 27m Tra Catalogue của

cầu trục ta được các số liệu sau:

+ K : Khoảng cách giữa 2 trục bánh xe cầu trục

+ T: Lực hãm ngang tác dụng lên toàn cầu trục

+ Gxc: Trọng lượng xe con

+ Gct: Trọng lượng cầu trục

2 Xác định kích thước theo phương đứng:

Trang 4

Q=15(T)

Trang 5

- Chiều cao tiết diện cột trên: ht =

-> Chọn ht = 350 mm

Chọn trục A, B ở mép ngoài cột trên và D = λ – ht – B1 = 750 – 350 – 260= 140 >70 mm ( thỏa)

Trang 6

a Tải trọng thường xuyên

Trọng lượng vật liệu lợp mái:

- Trọng lượng vật liệu lợp tôn kim loại: gtc = 0.08 (kN/)

= = 0.064(kN/)

Trang 7

Các tải trọng này được xác định theo công thức:

Dmax = n x nc x Pmax x ∑yi

Dmin = n x nc x Pmin x ∑yi

Trang 8

2 Theo phương ngang:

a Lực xô ngang của cầu trục

Trang 9

Lực xô ngang của cầu trục là

T = n x nc x T1 x ∑yi = 1.2 x 0.85 x 5.5 x 2,375 = 13,324 kNLực này được đặt ở cao trình mặt trên dầm cầu chạy, tức ở cao trình

Theo trên , công trình được xây ở vùng gió II , ít chịu ảnh hưởng của bão, áp lực gió tiêuchuẩn qo=95 daN/m2

- n : hệ số vượt tải , lấy bằng 1.2

Sơ đồ áp lực gió tác dụng lên khung ngang

Lấy chiều cao thanh đầu dàn là 1500 mm , bề rộng cửa mái là 1/3 nhịp tức là 9m , chiềucao cửa mái có thể chứa được bậu cửa dưới (lấy 1350mm ), bậu cửa trên ( lấy 670mm )

và phần cánh cửa lật ( lấy 1500mm ) Vậy chiều cao cửa mái lấy bằng 2200 mm

+ h3= 1350 mm

Trang 10

Tại độ cao 10.4m ( tại A _ cánh dưới dàn vì kèo) : k=1.182

k = 1.248

Trong khoảng từ cánh dưới dàn đến đỉnh mái hệ số k được lấy trung bình 2 giá trị trên và

-0.409

-0.509-0.509

-0.532

-0.4

Trang 11

Trang 12

2 Hoạt tải sửa mái - HT

3 Dmax trái (Dmin phải) - DP

4 Dmax phải (Dmin trái) - DT

Trang 13

Trang 14

Trang 15

2 HOẠT TẢI MÁI

Trang 16

Trang 17

2 D MAX TRÁI

Trang 18

Trang 19

Trang 20

4 D MAX PHẢI

Trang 21

Trang 22

Trang 23

5 TTRÁI

Trang 24

Trang 25

5 TPHẢI

Trang 26

Trang 27

6 GIÓ TRÁI

Trang 28

Trang 29

7 GIÓ PHẢI

Trang 30

Trang 31

Trang 32

Trang 33

Trang 34

- Mmax, Ntư, Vtư

- Mmin, Ntư, Vtư

- Nmax, Mtư, Vtư

trái thì không có gió phải

điều kiện làm việc thực tế của cầu trục, lực hãm ngang có thể coi đặt vào cột này hay

mang dấu +-, do đó khi đã xét nội lực do D thì luôn cộng thêm nội lực do T

Trang 35

và hoạt tải cầu trục Kiểm tra các trường hợp sau:

Kiểm tra trường hợp sau:

Trang 36

Trang 37

M (KNm)

N (KN)

M (KNm )

N (KN)

-8 -1.648

54.64

-1.412

42.12

-0 -2.546

42.12

482.40

-9 -85.593

482.40

-5 -12.607

141.38

514.386 7.551

103.01 4

Trang 38

Trang 39

6

27 TH2 7 1+0.9(4-6+8) -135.143 -63.678 33.204 -63.678 -10.081 -189.042 450.652 -189.042 85.995

Max 108.668 -45.618 82.731 -45.618 38.174 -47.097 484.293 -47.097 91.212 Min -135.143 -96.768 -26.444 -96.768 -134.132 -537.448 -592.435 -537.448 -103.019 Max(max,min) -135.143 -96.768 82.731 -96.768 -134.132 -537.448 -592.435 -537.448 -103.019

Trang 40

PHẦN 3: THIẾT KẾ CỘT

I/ XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI TÍNH TOÁN CỦA CỘT:

Tóm tắt số liệu đã có Ht = 3.8 m, Hd = 6.6 m, tỉ số momen

Chiều cao tiết diện của cột trên ht = 350 mm, cột dưới hd = 750 mm

Nội lực tính toán được xác định từ bẳng tổ hợp nội lực

Phần cột trên: Ta chọn được cặp nội lực nguy hiểm

1 1

2 2

1.9 6.6 12.54( ) 3 3.8 11.4( )

Trang 41

III/ THIẾT KẾ TIẾT DIỆN CỘT TRÊN:

1 Chọn sơ bộ tiết diện:

Tiết diện cột trên dạng chữ I đối xứng theo cả hai phương được cấu tạo từ

2 Kiểm tra tiết diện đã chọn :

Tính toán các đặc trưng hình học của tiết diện:

350

Trang 42

Vậy lmax = lx =76.05< [l] = 120 => thoả

Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn:

1.4 – 0.02x2.52= 1.3496

Trang 43

Độ lệch tâm tính đổi của cột: : ta không cần kiểm tra cột theo điều kiện ổn định tổng thểtrong mặt phẳng khung

c./ Kiểm tra tiết diện cột trên theo điều kiện ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng khung:

Từ λy = 47.23=> hệ số uốn dọc (được tra từ bảng II.1 phụ lục II) y = 0.875

Cặp nội lực đang xét là cặp nội lực nguy hiểm tại tiết diện I-I, được tổ hợp nội lực từ các

Mômen lớn nhất ở 1/3 đoạn cột được xác định theo công thức:

Trong đó: d: xác định từ 1 với ; hệ số  là hệ số phụ thuộc vào liên kết của dầm ở các

gối tựa, vào dạng tải trọng, vào tham số 

Tra bảng (3.3 – “Bài tập thiết kế kết cấu thép” – Trần Thị Thôn) ta có:

d/ Kiểm tra tiết diện cột trên theo điều kiện ổn định cục bộ:

2.52

Trang 44

t

b ) / 2 ( -

Trang 45

Dùng hệ bụng dạng thanh giằng

1 Chọn tiết diện :

Nội lực tại tiết diện nguy hiểm nhất được chọn từ bảng tổ hợp nội lực như sau :

M C

r N

1  

M C

r N

Trang 46

1

1006.66

59.9( )0.8 21

nh nh

2

611.514

36.4( )0.8 21

nh nh

x

1 2

Trang 47

Đối với nhánh cầu trục :

Diện tích nhánh 1 : I-36 tra Bảng IV.4 TCVN 1655:1975)A nh1  61.4(cm2)>Af1-yc =

Bán kính quán tính của tiết diện :

1 1

1

5162.9( )61.4

x x

1

13380

14.76( )61.4

y y

Đối với nhánh mái :

Diện tích nhánh 2: (C-36 tra Bảng IV.5 TCVN 1655:1975)

> Af2-yc = 36.4 (cm2) Moment quán tính đối với trục x (vuông góc với mặt phẳng khung):

Moment quán tính đối với trục y (vuông góc với trục x):

Bán kính quán tính của tiết diện :

2 2

2

5133.1( )53.4

x x

2

10820

14.23( )53.4

y y

53.4

73.32 34.11( ) 53.4 61.4

nh d

Trang 48

d d

Khoảng cách các nút giằng a = 100cm Thanh giằng hội tụ tại trục cánh

Góc  giữa trục nhánh và trục thanh giằng xiên

max

mintx

S r

      

Tra bảng II.1, phụ lục II được mintx = 0.623

Hệ số điều kiện làm việc của thanh xiên  = 0.75 (kể đến sự lệch tâm giữa trụcliên kết và trục thanh)

Điều kiện ổn định:

14.855 / 23 0.9 20.9 / 0.75 0.75 8.1

6 7

5

5 5

tx tx

Độ mảnh toàn cột theo trục ảo x – x là: x l1x/r x  1254 / 36.69 34.18 

Trang 49

Dùng một thép dóc đều cạnh L50x5 có:

λ = 87.4/0.98 = 89 < [λ]

2.2 Kiểm tra tiết diện cột đã chọn

* Đối với nhánh 1(nhánh cầu trục):

Nội lực tính toán

1 1

39.21 592.43 1073.32 72.32

2

34.11 484.29 10 ^ 2 73.32 73.32

Trang 50

I/ CẤU TẠO DÀN MÁI

Ở phần trước ta đã giả định dộ dốc của mái là 1/10 , chiều cao đầu dàn là 1.5m, chọndạng dàn như sau :

MÔ HÌNH DÀN NHỊP 27 (M)

Trang 51

II/ TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DÀN

1 Tĩnh tải :

Trọng lượng

Trọng lượng kết cấu mái (dàn và hệ giằng mái ) : g kc 0.295kN m/ 2

Trọng lượng các lớp vật liệu lợp mái : g m 0.064kN m/ 2

Trọng lượng kết cấu cửa trời : g ct 0.21kN m/ 2

Moment đầu dàn do tĩnh tải gây ra : M tr M ph  1.628kNm

III/ TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG DÀN

Nội lực trong dàn sẽ được tính bằng phương pháp phần tử hữu hạn với sự trợ giúp củaphần mềm SAP2000 :

Trước hết ta cần xác định ngoại lực tác dụng lên dàn như sau

Trang 52

  

Trang 53

24.932

16.621( )1.5

24.932

16.621( )1.5

Trang 54

10.392

6.928( )1.5

10.392

6.928( )1.5

Trang 55

7 Áp lực gió :

Theo TCVN 2737 – 1995, tải trọng gió tác dụng lên khung được xác định theo công thức:

q = n x c x k x wo x B

Trong đó : - qo : áp lực gió tiêu chuẩn

Theo trên , công trình được xây ở vùng gió II , ít chịu ảnh hưởng của bão, áp lực gió tiêu chuẩn qo=95 daN/m2

W1 = 0.5×n×qo×C1×k×B×a = 0.5×1.2×95×0.532×1.248×8×1.52 = 402 (daN) = 4.02 (kN)

Tải trọng tập trung tại các nút trong đoạn từ đầu dàn bên trái đến chân cửa trời bên trái: W2 = n×qo×C1×k×B×a = 1.2×95×0.532×1.248×8×1.52 = 804 (daN) = 8.04 (kN).Tải trọng tập trung tại đầu cửa trời bên trái:

W3 = 0.5×n×qo×C2×k×B×a = 0.5×1.2×95×0.409×1.248×8×1.52 = 353(daN) = 3.53 (kN)

Tải trọng tập trung tại các nút trong đoạn từ đầu cửa trời bên trái đến nút giữa cửa trời:W4 = n×qo×C2×k×B×a = 1.2×95×0.409×1.248×8×1.52 = 707 (daN) = 7.07 (kN)

Tại nút đỉnh cửa trời sẽ chịu W3 và W6

Tải trọng tập trung tại các nút trong đoạn từ đầu cửa trời bên phải đến nút giữa cửa trời:W5 = n×qo×C3×k×B×a = 1.2×95×0.509×1.248×8×1.52 = 881(daN) = 8.81 (kN)

Tải trọng tập trung tại đầu cửa trời bên phải:

W6 = 0.5×n×qo×C3×k×B×a = 0.5×1.2×95×0.509×1.248×8×1.52 = 440 (daN) = 4.4 (kN).Tải trọng tập trung tại các nút trong đoạn từ đầu dàn bên phải đến chân cửa trời bên phải:W7 = n×qo×C4×k×B×a = 1.2×95×0.5×1.248×8×1.52 = 865 (daN) = 8.65 (kN)

Tải trọng tập trung tại nút đầu dàn bên phải và chân cửa trời bên phải:

Trang 56

90.791

60.527( )1.5

113.089

75.393( )1.5

113.089

75.393( )1.5

Trang 57

Trang 58

Trang 59

Trang 60

Trang 61

Trang 62

VI/ XÁC ĐỊNH TIẾT DIỆN CÁC THANH DÀN

Các thanh dàn được phân thành 3 loại như sau :

Trang 63

Các thanh dàn được phân thành các loại như sau :

Trang 64

Trang 65

x x x

l r

   

Trang 66

0 350

78.6 4.45

y y y

l r

Vậy tiết diện đã chọn đảm bảo khả năng chịu lực

công thức :

2

40.559

1.76( ) 23

Định dạng
Số trang	74
Dung lượng	1,63 MB