Thuyet minh tinh toan nha xuong co dam cau truc Cùng với sự phát triển của thế giới và xu huớng hội nhập kinh tế quốc tế, đất nước ta đang dần đổi mới và buớc vào thời kì công nghiệp hoá, hiện đại hoá, vừa xây dựng cơ sở vật chất – kỹ thuật vừa phát triển nền kinh tế đất nuớc. Hiện nay, nước ta đang mở rộng việc xây dựng và phát triển các khu công nghiệp, nhà máy, các cơ sở sản xuất .từ đó, hệ thống máy móc ngày càng trở nên phổ biến và từng bước thay thế sức lao động của con người Do đó, ngành Cơ khí chế tạo máy không thể thiếu và có vai trò rất quan trọng trong quá trình xây dựng và phát triển đất nước. Trong các trương trình giảng dạy bậc Đại học của các khối ngành kỹ thuật việc thiết kế đồ án môn học là một nhiệm vụ quan trọng đối với tất cả mọi ngành nghề. Giúp cho sinh viên hiểu sâu, hiểu kỹ và tổng hợp được những kiến thức cơ bản của môn học. Đối với ngành Cơ khí, đây là một công việc thiết thực, không những giúp cho sinh viên được hòa mình vào thực tế, tích lũy kinh nghiệm, được khẳng định những kiến thức đã học trên lý thuyết, mà còn hình thành tác phong và khả năng ngề nghiệp của một kỹ sư cơ khí thực thụ trong tương lai.
Trang 11 TÍNH TOÁN XÀ GỒ:
1.1 Tải trọng tác dụng lên xà gồ:
Trọng lượng tấm lợp qt = 0,035 KN/m2
qt = 21,548 Kg/m Trọng lượng xà gồ qxg = 0,042 KN/m
Cương độ thép làm xà gồ f = 345 MPa
Tổng tải trọng tính toán qtt = 0,605 KN/m
Tổng tải trọng tiêu chuẩn qtc = 0,452 KN/m
1.2 Nội lực của xà gồà:
My = qx.ly2/8 = qtt.sina ly2/8 = 0,417 KN.m
NHÀ XƯỞNG CÓ NHỊP 30,8M
y y x
x
W
MW
1.3 Chọn tiết diện xà gồ:
Chọn xà gồ: CHxWxt: C1506518 có các đặc trưng như sau:
Trọng lượng xà gồ qxg = 0,042 KN/m
Wx = 25,980 cm3
Wy = 6,552 cm3
Jx = 194,848 cm4
Jy = 29,768 cm4
1.4 Kiểm tra tiết diện xà gồ đã chọn:
1.4.1 Điều kiện bền:
Đảm bảo chịu lực theo điề kiện bền
x
W
MW
Đảm bảo chịu lực theo điề kiện bền
1.4.2 Điều kiện độ võng:
1
Trang 2==> = 0,028 m
==>
Đảm bảo chịu lực theo điều kiện độ võng
2 TÍNH TOÁN KHUNG NGANG TỔ HỢP:
2.1 Các thông số về khung ngang:
Cao trình đỉnh cột h1 = 9,48 m Cao trình đỉnh mái hđ = 12,05 m
EJ
.l sinα q 384
5
f
x
4 y tc
y
EJ
.l cosα q
384
5
f
2 y 2
f
l
Cường độ chịu cắt fv = 200 MPa
2.2 Tải trọng tác dụng:
2.2.1 Tĩnh tải:
Trọng lượng mái gm = 0,40 KN/m Hệ số vượt tải n = 1,1
2.2.2 Tải trọng tạm thời:
2.2.2.1 Hoạt tải mái:
pm = 0,3 KN/m2
2.2.3 Tải trọng do áp lực của xe con
Tra số liệu ta có
Loại ray Aáp Lực
B(mm) K(mm) B1(mm) F(mm) Lt(mm)
Loại đặc biệt
Bánh xe lên ray T Xe ( Tấn )
Toàn bộ ( Tấn )
biệt
2
Trang 3Ta có Pmax = 8,9 tấn Tải trọng cầu trục = 5 tấn
Trong đó Q là trọng lượng vật nặng ( Sức trục )
G là toàn bộ cầu trục N0 là số lượng bánh xe trên ray
Aùp lực lớn nhất của một bánh xe cầu trục tác dụng lên khung do lưc Pmax được xác định Theo đường ảnh hưởng của phản lực gối tựa của hai cầu trục ở hai bên cột Ở đây ta phải kể thêm hệ số vượt tải 1,1
Vị trí bất lợ nhất của xe lên dầm
pmaxpmax
2.2.4 Lực hãm của xe con
Khi xe con hãm phát sinh lực quán tính tác dụng theo phương chuyển động Lực hãm truyễn Vào dầm và truyền vào khung
Lực hãm ngang tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục truyền lên dầm và truyền vào khung tại
vị trí liên kết dầm vào cột
Trong đó: Gxe là trọng lượng xe con
N0 là số bánh xe một bên cầu trục
Q Trọng lượng sức nâng cầu trục ( 0,1 là hệ số ma sát )
Trang 40,31185 Tấn.m = 3,12 KN.m Lực này tác dụng vào khung được đưa về một lực tập trung và một moment có trị số
2.2.2.2 Tải trọng gió:
Tinh theo TCVN 2737-1995
Địa điểm xây dựng công trình:
Do đó thuộc vùng áp lực gió: IIIB
Giá trị áp lực gió theo vùng: W0 = 1,25 KN/m2
Hệ số k kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình
Thành phần gió tĩnh được xác định như sau:
Trang 52.3 Tính toán nội lực trong khung:
Dùng phần mềm Sap2000 để tính toán nội lực
Sơ đồ thanh
5
2.4.1 Tiết diện tại chân cột:
Tính toán với nội lực nguy hiểm nhất:
(2.2 1.25 f.γ
N
Ay c
2.4.2.1 Kiểm tra ổn định tổng thể:
5
Trang 6Baùn kính quaùn tính cụa tieât dieôn ñoâi vôùi trúc x vaø trúc y
Ñoô mạnh vaø ñoô mạnh quy öôùc cụa coôt:
Lx = L0 = 5,5 m Ly = L0 = 3,85 m
a Trong maịt phaúng uoân: (Tính vôùi trúc x-x)
je: Heô soâ uoân dóc leôch tađm_Tra bạng phú thuoôc ñoô mạnh quy öôùc vaø ñoô leôch tađm
tính ñoơi m1 cụa coôt
Ñoô leôch tađm töông ñoâi m:
Ñoô leôch tađm tính ñoơi:
Tyû soâ dieôn tích caùnh
W
A e
b Ngoaøi maịt phaúng uoân: (Tính vôùi trúc y-y)
jy: Heô soâ uoân dóc ñoâi vôùi trúc y-y cụa tieât dieôn coôt khi tính toaùn coôt trong maịt phaúng vuođng goùc vôùi maịt phaúng uoân_phú thuoôc vaøo ñoôï mạnh quy öôùc
C: Heô soâ keơ ñeẫn mođmen uoân Mx vaø hình dáng tieât dieôn ñoâi vôùi ñoô oơn ñònh cụa coôt
theo phöông vuođng goùc vôùi maịt phaúng uoân xaùc ñònh nhö sau:
Khi mx ≤ 5: C = b/(1+a.mx)
a, b - caùc heô soâ tra bạng_Tra bạng 16 - TCXDVN 5575 : 2012 Khi mx ≥ 10: C = 1/(1+mx.jy/jb)
Khi 5 < mx <10: C = C5.(2-0.2mx)+C10.(0.2mx-1)
C5: öùng vôùi tröôøng hôïp mx = 5
C : öùng vôùi tröôøng hôïp m = 10
e x
C10: öùng vôùi tröôøng hôïp mx = 10
6
Trang 7M' = 159,667 KN.m > 0.5Mmax 119,750 OK!!
Tra bảng với lc ==> jc = 0,606
Tra bảng với a1 ==> y = 2,334 a = 0,881
jb = 0,868 ==> Chọn jb = 0,86759
2.4.2.2 Kiểm tra theo điều kiện bền:
2.4.2.3 Kiểm tra ổn định cục bộ của cột:
W
A.N
M'
m
.AC
Nσ
y y
3 w 2
f f
f 0 1
.t b
a.t 1 b h
.t L 8.
α
E/f 3.14
f
E L
h I
I ψ.
2
0 f x
MA
N
7
Ổn định cục bộ bản cánh:
Ổn định cục bộ bản bụng:
Giới hạn {hw/tw} phụ thuộc vào a = (s-s1)/s Với: s: Ứng suất nén lớn nhất tại biên của bản bụng mang dấu "+" khi không kể đến
các hệ số je, c
s1: Ứng suất tại biên tương ứng của bản bụng
f
0t
f
E 3.8 ) 4β α α σ(2
1)E (2α 4.35
t
h
2 2 w
1)E (2α 4.35
t
h
2 2 w
Trang 8Không cần gia cường sườn dọc
Tính toán sườn dọc:
Kích thước sườn:
Mômen quán tính của sườn
Kiểm tra lại ổn định cục bộ theo điều kiện:
Điều kiện gia cường sườn ngang:
w
0t
w
w
t h
E/f 2.3 t
h
w
w
E/f 2.3
12
.b2tI
3 s s
s
8
Cần gia cường sườn ngang
Kích thước sườn ngang
bs ≥ hw/30+40 = 62,333 mm Chọn bs = 70 mm
Khoảng cách các sườn ngang
2.4.2 Tiết diện tại đầu cột:
Tính toán với nội lực nguy hiểm nhất:
Chiều cao cột sơ bộ chọn h = 690 mm
Diện tích tiết diện cột yêu cầu:
Chọn mặt cắt có các thông số sau:
(2.2 1.25 f.γ
N
Ay c
f/E.2.b
tw s
8
Trang 9tf = 10 mm Wx = 1921571 mm3
A = 9360 mm2 Sx = 1128900 mm3
q = 0,735 KN/m Sy = 105360 mm3
2.4.2.1 Kieơm tra oơn ñònh toơng theơ:
Baùn kính quaùn tính cụa tieât dieôn ñoâi vôùi trúc x vaø trúc y
Ñoô mạnh vaø ñoô mạnh quy öôùc cụa coôt:
Lx = L0 = 5,5 m Ly = L0 = 3,85 m
a Trong maịt phaúng uoân: (Tính vôùi trúc x-x)
je: Heô soâ uoân dóc leôch tađm_Tra bạng phú thuoôc ñoô mạnh quy öôùc vaø ñoô leôch tađm
tính ñoơi m1 cụa coôt
tính ñoơi m1 cụa coôt
Ñoô leôch tađm töông ñoâi m:
Ñoô leôch tađm tính ñoơi:
Tyû soâ dieôn tích caùnh
Dieôn tích búng
Heô soâ uoân dóc leôch tađm:
b Ngoaøi maịt phaúng uoân: (Tính vôùi trúc y-y)
jy: Heô soâ uoân dóc ñoâi vôùi trúc y-y cụa tieât dieôn coôt khi tính toaùn coôt trong maịt phaúng vuođng goùc vôùi maịt phaúng uoân_phú thuoôc vaøo ñoôï mạnh quy öôùc
C: Heô soâ keơ ñeẫn mođmen uoân Mx vaø hình dáng tieât dieôn ñoâi vôùi ñoô oơn ñònh cụa coôt
theo phöông vuođng goùc vôùi maịt phaúng uoân xaùc ñònh nhö sau:
.f γ A C.
e x
x x x
W
A e
m
Khi mx ≤ 5: C = b/(1+a.mx)
a, b - caùc heô soâ tra bạng_Tra bạng 16 - TCXDVN 5575 : 20129
Trang 10Khi mx ≥ 10: C = 1/(1+mx.jy/jb) Khi 5 < mx <10: C = C5.(2-0.2mx)+C10.(0.2mx-1)
C5: ứng với trường hợp mx = 5
C10: ứng với trường hợp mx = 10
M' = 35,313 KN.m > 0.5Mmax 26,485 OK!!
Tra bảng với lc ==> jc = 0,606
Tra bảng với a1 ==> y = 2,334 a = 0,702
W
A N
M'
m
.AC
Nσ
y y
3 w 2
f f
f 0 1
.t b
a.t 1 b h
.t L 8.
α
E/f 3.14
f
E L
h I
I ψ.
2
0 f x
2.4.2.2 Kiểm tra theo điều kiện bền:
2.4.2.3 Kiểm tra ổn định cục bộ của cột:
Ổn định cục bộ bản cánh:
Ổn định cục bộ bản bụng:
Giới hạn {hw/tw} phụ thuộc vào a = (s-s1)/s Với: s: Ứng suất nén lớn nhất tại biên của bản bụng mang dấu "+" khi không kể đến
các hệ số je, c
s1: Ứng suất tại biên tương ứng của bản bụng
f
E 3.8 ) 4β α α σ(2
1)E (2α 4.35
t
h
2 2 w
MA
1)E(2α4.35
t
h
2 2 w
w
10
Trang 11Không cần gia cường sườn dọc
Tính toán sườn dọc:
Kích thước sườn:
Mômen quán tính của sườn
Kiểm tra lại ổn định cục bộ theo điều kiện:
Điều kiện gia cường sườn ngang:
≥
==>
f
E 3.8
w
w
th
w
0t
h
E/f 2.3 t
12
.b2tI
3 s s
s
11
==>
Cần gia cường sườn ngang
Kích thước sườn ngang
bs ≥ hw/30+40 = 62,333 mm Chọn bs = 70 mm
Khoảng cách các sườn ngang
2.4.3 Tiết diện tại chân cột trên:
Tính toán với nội lực nguy hiểm nhất:
Chiều cao cột sơ bộ chọn h = 370 mm
Diện tích tiết diện cột yêu cầu:
f/E.2.b
tw s
E/f 2.3
(2.2 1.25 f.γ
Trang 122.4.2.1 Kieơm tra oơn ñònh toơng theơ:
Baùn kính quaùn tính cụa tieât dieôn ñoâi vôùi trúc x vaø trúc y
Ñoô mạnh vaø ñoô mạnh quy öôùc cụa coôt:
je: Heô soâ uoân dóc leôch tađm_Tra bạng phú thuoôc ñoô mạnh quy öôùc vaø ñoô leôch tađm
tính ñoơi m1 cụa coôt
Ñoô leôch tađm töông ñoâi m:
Ñoô leôch tađm tính ñoơi:
Tyû soâ dieôn tích caùnh
Dieôn tích búng
Heô soâ uoân dóc leôch tađm:
b Ngoaøi maịt phaúng uoân: (Tính vôùi trúc y-y)
jy: Heô soâ uoân dóc ñoâi vôùi trúc y-y cụa tieât dieôn coôt khi tính toaùn coôt trong maịt phaúng vuođng goùc vôùi maịt phaúng uoân_phú thuoôc vaøo ñoôï mạnh quy öôùc
.f γ A C.
e x
.f γ A
W
A e
m
C: Heô soâ keơ ñeẫn mođmen uoân Mx vaø hình dáng tieât dieôn ñoâi vôùi ñoô oơn ñònh cụa coôt
12
Trang 13theo phương vuông góc với mặt phẳng uốn xác định như sau:
Khi mx ≤ 5: C = b/(1+a.mx)
a , b - các hệ số tra bảng_Tra bảng 16 - TCXDVN 5575 : 2012
Khi mx ≥ 10: C = 1/(1+mx.jy/jb) Khi 5 < mx <10: C = C5.(2-0.2mx)+C10.(0.2mx-1)
C5: ứng với trường hợp mx = 5
C10: ứng với trường hợp mx = 10
M' = 35,927 KN.m > 0.5Mmax 26,945 OK!!
Tra bảng với lc ==> jc = 0,606
Tra bảng với a1 ==> y = 2,269 a = 0,900
x x
W
A N
3 w 2
f f
f 0 1
.t b
a.t 1 b h
.t L 8.
α
E/f 3.14
f
E L
h I
I ψ.
2
0 f x
2.4.2.2 Kiểm tra theo điều kiện bền:
2.4.2.3 Kiểm tra ổn định cục bộ của cột:
Ổn định cục bộ bản cánh:
Ổn định cục bộ bản bụng:
Giới hạn {hw/tw} phụ thuộc vào a = (s-s1)/s Với: s : Ứng suất nén lớn nhất tại biên của bản bụng mang dấu "+" khi không kể đến
các hệ số je, c
s1: Ứng suất tại biên tương ứng của bản bụng
.AC
Nσ
y y
f
E 3.8 ) 4β α α σ(2
1)E (2α 4.35
t
h
2 2 w
MA
N
f )
4β α α σ(2
13
Trang 14t = Q/(twhw) = 11,571 MPa
256,429
Không cần gia cường sườn dọc
Tính toán sườn dọc:
Kích thước sườn:
Mômen quán tính của sườn
Kiểm tra lại ổn định cục bộ theo điều kiện:
Đ iều kiện gia cường sườn ngang:
w
w
th
w
0t
1)E (2α 4.35
t
h
2 2 w
12
.b2tI
3 s s
s
14
Đ iều kiện gia cường sườn ngang:
==>
Cần gia cường sườn ngang
Kích thước sườn ngang
bs ≥ hw/30+40 = 51,667 mm Chọn bs = 70 mm
Khoảng cách các sườn ngang
2.4.4 Tiết diện tại đầu cột trên:
Tính toán với nội lực nguy hiểm nhất:
f/E.2.b
tw s
E/f 2.3 t
h
w
w
E/f 2.3
Chiều cao cột sơ bộ chọn h = 370 mm
Diện tích tiết diện cột yêu cầu:
14
Trang 15Chọn mặt cắt có các thông số sau:
2.4.2.1 Kiểm tra ổn định tổng thể:
Bán kính quán tính của tiết diện đối với trục x và trục y
Độ mảnh và độ mảnh quy ước của cột:
(2.2 1.25 f.γ
a Trong mặt phẳng uốn: (Tính với trục x-x)
je: Hệ số uốn dọc lệch tâm_Tra bảng phụ thuộc độ mảnh quy ước và độ lệch tâm
tính đổi m1 của cột
Độ lệch tâm tương đối m:
Độ lệch tâm tính đổi:
Tỷ số diện tích cánh
N
.A
N σ
e x
.f γ A
W
A e
m
.f γ A C.
Trang 16jy: Heô soâ uoân dóc ñoâi vôùi trúc y-y cụa tieât dieôn coôt khi tính toaùn coôt trong maịt phaúng vuođng goùc vôùi maịt phaúng uoân_phú thuoôc vaøo ñoôï mạnh quy öôùc
C: Heô soâ keơ ñeẫn mođmen uoân Mx vaø hình dáng tieât dieôn ñoâi vôùi ñoô oơn ñònh cụa coôt
theo phöông vuođng goùc vôùi maịt phaúng uoân xaùc ñònh nhö sau:
Khi mx ≤ 5: C = b/(1+a.mx)
a, b - caùc heô soâ tra bạng_Tra bạng 16 - TCXDVN 5575 : 2012 Khi mx ≥ 10: C = 1/(1+mx.jy/jb)
Khi 5 < mx <10: C = C5.(2-0.2mx)+C10.(0.2mx-1)
C5: öùng vôùi tröôøng hôïp mx = 5
C10: öùng vôùi tröôøng hôïp mx = 10
W
A N
3 w 2
f f
f 0 1
.t b
a.t 1 b h
.t L 8.
α
E/f 3.14
2.4.2.2 Kieơm tra theo điều kiện bền:
2.4.2.3 Kieơm tra ổn định cục bộ của cột:
OƠn ñònh cúc boô bạn caùnh:
OƠn ñònh cúc boô bạn búng:
Giôùi hán {hw/tw} phú thuoôc vaøo a = (s-s1)/s Vôùi: s: ÖÙng suaât neùn lôùn nhaât tái bieđn cụa bạn búng mang daâu "+" khi khođng keơ ñeân
caùc heô soâ je, c
s1: ÖÙng suaât tái bieđn töông öùng cụa bạn búng
.AC
Nσ
y y
h I
I ψ.
2
0 f x
MA
N
Khi a ≤ 0.5 thì {hw/tw}_Tra bạng 33_TCXDVN 5575 : 2012
16
Trang 17Khi a ≥ 1 thì {hw/tw} tính theo:
t = Q/(twhw) = 7,629 MPa
258,525
Không cần gia cường sườn dọc
Tính toán sườn dọc:
w
w
th
f
E 3.8 ) 4β α α σ(2
1)E (2α 4.35
t
h
2 2 w
1)E (2α 4.35
t
h
2 2 w
.b2t 3
17
Kiểm tra lại ổn định cục bộ theo điều kiện:
Điều kiện gia cường sườn ngang:
==>
Cần gia cường sườn ngang
Kích thước sườn ngang
bs ≥ hw/30+40 = 51,667 mm Chọn bs = 70 mm
Khoảng cách các sườn ngang
2.4.4 Tiết diện tại chân cột giua:
Tính toán với nội lực nguy hiểm nhất:
w
w
t h
f/E.2.b
tw s
E/f 2.3 t
12
.b2tI
3 s s
s
32,34 255,617 5,49
Trang 18Đôï lệch tâm e:
Chiều cao cột sơ bộ chọn h = 370 mm
Diện tích tiết diện cột yêu cầu:
Chọn mặt cắt có các thông số sau:
2.4.2.1 Kiểm tra ổn định tổng thể:
Bán kính quán tính của tiết diện đối với trục x và trục y
(2.2 1.25 f.γ
a Trong mặt phẳng uốn: (Tính với trục x-x)
je: Hệ số uốn dọc lệch tâm_Tra bảng phụ thuộc độ mảnh quy ước và độ lệch tâm
tính đổi m1 của cột
Độ lệch tâm tương đối m:
Độ lệch tâm tính đổi:
Tỷ số diện tích cánh
W
A e
e x
18
Trang 19b Ngoaøi maịt phaúng uoân: (Tính vôùi trúc y-y)
jy: Heô soâ uoân dóc ñoâi vôùi trúc y-y cụa tieât dieôn coôt khi tính toaùn coôt trong maịt phaúng vuođng goùc vôùi maịt phaúng uoân_phú thuoôc vaøo ñoôï mạnh quy öôùc
C: Heô soâ keơ ñeẫn mođmen uoân Mx vaø hình dáng tieât dieôn ñoâi vôùi ñoô oơn ñònh cụa coôt
theo phöông vuođng goùc vôùi maịt phaúng uoân xaùc ñònh nhö sau:
Khi mx ≤ 5: C = b/(1+a.mx)
a, b - caùc heô soâ tra bạng_Tra bạng 16 - TCXDVN 5575 : 2012 Khi mx ≥ 10: C = 1/(1+mx.jy/jb)
Khi 5 < mx <10: C = C5.(2-0.2mx)+C10.(0.2mx-1)
C5: öùng vôùi tröôøng hôïp mx = 5
C10: öùng vôùi tröôøng hôïp mx = 10
M'
m
.f γ A C.
Tra bạng vôùi lc ==> jc = 0,606
Tra bạng vôùi a1 ==> y = 2,269 a = 0,700
2.4.2.2 Kieơm tra theo điều kiện bền:
2.4.2.3 Kieơm tra ổn định cục bộ của cột:
OƠn ñònh cúc boô bạn caùnh:
OƠn ñònh cúc boô bạn búng:
Giôùi hán {hw/tw} phú thuoôc vaøo a = (s-s1)/s Vôùi: s: ÖÙng suaât neùn lôùn nhaât tái bieđn cụa bạn búng mang daâu "+" khi khođng keơ ñeân
.AC
Nσ
y y
3 w 2
f f
f 0 1
.t b
a.t 1 b h
.t L 8.
α
E/f 3.14
f
E L
h I
I ψ.
2
0 f x
MA
N
Vôùi: s: ÖÙng suaât neùn lôùn nhaât tái bieđn cụa bạn búng mang daâu "+" khi khođng keơ ñeân
caùc heô soâ je, c 19
Trang 20s1: Ứng suất tại biên tương ứng của bản bụng
Không cần gia cường sườn dọc
Tính toán sườn dọc:
w
w
th
f
E 3.8 ) 4β α α σ(2
1)E (2α 4.35
t
h
2 2 w
1)E (2α 4.35
t
h
2 2 w
20
Mômen quán tính của sườn
Kiểm tra lại ổn định cục bộ theo điều kiện:
Điều kiện gia cường sườn ngang:
==>
Cần gia cường sườn ngang
Kích thước sườn ngang
bs ≥ hw/30+40 = 51,667 mm Chọn bs = 70 mm
Khoảng cách các sườn ngang
2.4.5 Tiết diện tại đầu cột giua:
= 6,55E+06 ≥ 6hwtw3 = 4,54E+05 OK!!
w
0t
w
w
t h
f/E.2.b
tw s
E/f 2.3 t
h
w
w
E/f 2.3
12
.b2tI
3 s s
s
2.4.5 Tiết diện tại đầu cột giua:
20
Trang 21Tính toán với nội lực nguy hiểm nhất:
Chiều cao cột sơ bộ chọn h = 370 mm
Diện tích tiết diện cột yêu cầu:
Chọn mặt cắt có các thông số sau:
(2.2 1.25 f.γ
N
Ay c
21
q = 0,479 KN/m Sy = 101575 mm
2.4.2.1 Kiểm tra ổn định tổng thể:
Bán kính quán tính của tiết diện đối với trục x và trục y
Độ mảnh và độ mảnh quy ước của cột:
Lx = L0 = 1,5 m Ly = L0 = 1,2 m
a Trong mặt phẳng uốn: (Tính với trục x-x)
je: Hệ số uốn dọc lệch tâm_Tra bảng phụ thuộc độ mảnh quy ước và độ lệch tâm tính đổi m1 của cột
Độ lệch tâm tương đối m:
Độ lệch tâm tính đổi:
W
A e
Trang 22Tyû soâ dieôn tích caùnh
Dieôn tích búng
Heô soâ uoân dóc leôch tađm:
b Ngoaøi maịt phaúng uoân: (Tính vôùi trúc y-y)
jy: Heô soâ uoân dóc ñoâi vôùi trúc y-y cụa tieât dieôn coôt khi tính toaùn coôt trong maịt phaúng vuođng goùc vôùi maịt phaúng uoân_phú thuoôc vaøo ñoôï mạnh quy öôùc
C: Heô soâ keơ ñeẫn mođmen uoân Mx vaø hình dáng tieât dieôn ñoâi vôùi ñoô oơn ñònh cụa coôt
theo phöông vuođng goùc vôùi maịt phaúng uoân xaùc ñònh nhö sau:
.f γ A C.
e x
22
Khi mx ≥ 10: C = 1/(1+mx.jy/jb) Khi 5 < mx <10: C = C5.(2-0.2mx)+C10.(0.2mx-1)
C5: öùng vôùi tröôøng hôïp mx = 5
C10: öùng vôùi tröôøng hôïp mx = 10
M' = 22,380 KN.m > 0.5Mmax 16,785 OK!!
Tra bạng vôùi lc ==> jc = 0,606
Tra bạng vôùi a1 ==> y = 2,269 a = 0,803
W
A N
M'
m
.AC
Nσ
y y
3 w 2
f f
f 0 1
.t b
a.t 1 b h
.t L 8.
α
E/f 3.14
f
E L
h I
I ψ.
2
0 f x
= 50,047 < gc.f = 328 MPa OK!!
x
xW
MA
N
22
Trang 232.4.2.3 Kiểm tra ổn định cục bộ của cột:
Ổn định cục bộ bản cánh:
Ổn định cục bộ bản bụng:
Giới hạn {hw/tw} phụ thuộc vào a = (s-s1)/s Với: s : Ứng suất nén lớn nhất tại biên của bản bụng mang dấu "+" khi không kể đến
các hệ số je, c
s1: Ứng suất tại biên tương ứng của bản bụng
f
E 3.8 ) 4β α α σ(2
1)E (2α 4.35
t
h
2 2 w
1)E (2α 4.35
t
h
2 2 w
23
Không cần gia cường sườn dọc
Tính toán sườn dọc:
Kích thước sườn:
Mômen quán tính của sườn
Kiểm tra lại ổn định cục bộ theo điều kiện:
Điều kiện gia cường sườn ngang:
w
w
th
w
0t
w
w
t h
E/f 2.3 t
h
w
w
E/f 2.3
12
.b2tI
3 s s
Trang 24Kích thước sườn ngang
Mômen chống uốn yêu cầu của tiết diện:
Chiều cao dầm sơ bộ:
Q
3
t
f/E.2.b
2.5.1.2 Kiểm tra tiết diện dầm tổ hợp:
a Kiểm tra điều kiện bền:
Kiểm tra theo điều kiện bền chịu uốn:
Kiểm tra theo điều kiện bền chịu cắt:
b Kiểm tra điều kiện độ võng:
.f h
2
t
w x
x max
.tI
.SQ
τ
c Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể:
24
Trang 25Chiều dài tính toán của dầm ngoài mặt phẳng dầm của cánh nén:
d Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ:
Ổn định cục bộ bản cánh:
Điều kiện gia cường sườn cứng ngang - ổn định bản bụng:
3 w 2
f f
f 0
.t b
a.t 1 b h
.t L 8.
E 0.5
0.95f W
M σ
x b
m ax
x b
m ax
W
Mσ
f
E L
h I
I ψ.
2
0 x
Không cần kiểm tra ổn định cục bộ của bụng dầm
Ổn định cục bộ bản bụng:
Ứng suất nén trung bình trong ô bản đang xét:
w
f/E 2.b
tw s
2 w
cr cr
.f c σ
c cr
tb cr
/ )2 ( / )2 (
f h
E
f t
hw
w
25
Trang 26ccr: Tra bảng 27_TCXDVN 5575 : 2012 phụ thuộc vào hệ số d
==> ccr = 30,703 Ứng suất tiếp trung bình trong ô bản đang xét:
v 2 cr
λ
f μ
0.76 1 10.3
)/()/(tb cr tb cr
3
w f w
f
t
t.h
bβ
Mômen chống uốn yêu cầu của tiết diện:
Chiều cao dầm sơ bộ:
Chiều dày bản dụng sơ bộâ:
Chọn mặt cắt có các thông số sau:
2.5.1.2 Kiểm tra tiết diện dầm tổ hợp:
a Kiểm tra điều kiện bền:
Kiểm tra theo điều kiện bền chịu uốn:
3 yc
m ax w
.f h
Q 2
3
t
Kiểm tra theo điều kiện bền chịu uốn:
26
Trang 27Kiểm tra theo điều kiện bền chịu cắt:
b Kiểm tra điều kiện độ võng:
c Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể:
Chiều dài tính toán của dầm ngoài mặt phẳng dầm của cánh nén:
3 w 2
f f
f 0
.t b
a.t 1 b h
.t L 8.
α
0.95f W
M σ
x b
m ax
w x
x max
.tI
.SQ
τ
f
E L
h I
I ψ.
2
0 x
định tổng thể lấy phụ thuộc vào j1
d Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ:
Ổn định cục bộ bản cánh:
Điều kiện gia cường sườn cứng ngang - ổn định bản bụng:
Không cần gia cường thêm sườn cứng ngang
Không cần kiểm tra ổn định cục bộ của bụng dầm
Ổn định cục bộ bản bụng:
w
f
E 0.5
3.2
w
3.2
w
f/E 2.b
tw s
x b
m ax
W
Mσ
Ổn định cục bộ bản bụng:
27
Trang 28Ứng suất nén trung bình trong ô bản đang xét:
cr cr
.f c σ
c cr
tb cr
/ ) ( / ) (
2 0
v 2 cr
λ
f μ
0.76 1 10.3
E
f t
f
t
t.h
bβ
Mômen chống uốn yêu cầu của tiết diện:
Chiều cao dầm sơ bộ:
) / ( ) / ( tb cr tb cr
3 yc
m ax w
.f h
Q 2
3
t
28
Trang 29Chọn mặt cắt có các thông số sau:
2.5.1.2 Kiểm tra tiết diện dầm tổ hợp:
a Kiểm tra điều kiện bền:
Kiểm tra theo điều kiện bền chịu uốn:
Kiểm tra theo điều kiện bền chịu cắt:
b Kiểm tra điều kiện độ võng:
x max
.tI
.SQ
τ
29
c Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể:
Chiều dài tính toán của dầm ngoài mặt phẳng dầm của cánh nén:
d Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ:
Ổn định cục bộ bản cánh:
3 w 2
f f
f 0
.t b
a.t 1 b h
.t L 8.
E 0.5
0.95f W
M σ
x b
m ax
x b
m ax
W
Mσ
f
E L
h I
I ψ.
2
0 x
Trang 30Không cần gia cường thêm sườn cứng ngang
Không cần kiểm tra ổn định cục bộ của bụng dầm
Ổn định cục bộ bản bụng:
Ứng suất nén trung bình trong ô bản đang xét:
w
f/E 2.b
tw s
2 w
cr cr
.f c σ
c cr
tb cr
)/()/(
w
f/E 2.b
tw s
2 w
cr cr
.f c σ
c cr
tb cr
)/()/(
2 0
v 2 cr
λ
f μ
0.76 1 10.3
) / ( ) /
( tb cr tb cr
E
f t
f
t
t.h
bβ
Trang 31CHI TIẾT NỐI DẦM - CỘT
I TÍNH BULÔNG NỐI DẦM CHỊU MÔMEN VÀ LỰC CẮT:
M = 60,27 KN.m Q= 19,55 KN
N = 12,65 KN a = 8,53 độ
Chọn bulông Þ 20 => Athb= 2,45 cm2
Ab = 3,14 cm2 Số bulông n = 8
1 Khả năng chịu kéo của 1 bulông:
[N]tb= ftb.Athb = 98 KN
ftb = 400 MPa : Cường độ tính toán của bulông
Athb= 2,45 cm2 : Diện tích tiết diện thân bulông (trừ ren)
2 Khả năng cắt của 1 bulông:
[N]vb = fvb.gbAthb.nc = 90,432 KN
fvb = 320 MPa : Cường độ tính toán của bulông
Ab = 3,14 cm2 : Diện tích tiết diện ngang của bulông
nc = 1 : Số mặt cắt tính toán của một bulông
gb = 0,9 : Hệ số điều liên kết bulông
3 Khả năng chịu ép mặt của 1 bulông:
= 400 MPa : Cường độ tính toán của bulông
Sd = 16 mm : Tổng chiều dày nhỏ nhất các bản thép trượt vềø 1 phía
gb = 0,9 : Hệ số điều liên kết bulông
d = 20 mm : Đường kính ngoài của thân bulông
4 Lực tác dụng lên 1 bulông:
4.1 Do lực cắt gây cắt và ép mặt:
4.2 Do mômen gây kéo tác dụng lên 1 bulông ở xa nhất:
Trang 325 Kiểm tra khả năng chịu lực của 1 bulông:
5.1 Theo điều kiện chịu cắt và ép mặt:
.
i
M
l K
l M
.
i
M
l K
l M
N
Page 2
NM ≤ [N]tb
=> 38,33 < 98,00 KN OK!!
Kết luận: Chọn 10 bulông Þ 208 bulông Þ 20
Đảm bảo khả năng chịu lực
II TÍNH LIÊN KẾT GIỮA 2 ĐOẠN NỐI DẦM
1 Kiểm tra bền bản bích:
B : 200 mm Bề rộng bản bích
l1 : 35mm
l2 : 45mm
h0 : 350 mm Chiều cao bản bụng
d : 20 mm Đường kính bulông
f : 345 MPa Cường độ tính toán vật liệu
gc : 0,9 Hệ số điều kiện làm việc
Lực kéo trong bulông hàng 1:
38,33 KN
Lực kéo trong bulông hàng 2:
Mômen uốn trong mặt bích:
.
i
M
l K
l M
.
i
M
l K
l M
N
Page 2
Trang 33Chiều dày của mặt bích:
= 5,6928 mm
2 Kiểm tra bền đường hàn chịu mômen và lực cắt:
fwf = 293,25Mpa Cường độ tính toán của liên kết hàn trong đường hàn góc
hw = 350 mm Chiều cao bản bụng
tw = 6 mm Chiều dày bản bụng
bf = 200 mm Bề rộng bản cánh
tf = 10mm Chiều dày bản cánh
hwf = 6 mm Chiều cao đường hàn
g = 0,95 Hệ số điều kiện làm việc
Ứng suất trong đường hàn do mômen gây ra:
= 140,73 MPa
Ứng suất trong đường hàn do lực cắt gây ra:
= 6,85 MPa
B f
M
t
c
u b
.
W
M
h Q
A
Q
τ
2 Q 2
M
t
c
u b
.
W
M
h Q
A
Q
τ
2 Q 2
M
td σ τ
Page 3
Trang 34I TÍNH BULÔNG NỐI DẦM CHỊU MÔMEN VÀ LỰC CẮT:
Chọn bulông Þ 20 => Athb= 2,45 cm2
Ab = 3,14 cm2 Số bulông n = 6
1 Khả năng chịu kéo của 1 bulông:
[N]tb = ftb.Athb = 98 KN
ftb = 400 MPa : Cường độ tính toán của bulông
Athb= 2,45 cm2 : Diện tích tiết diện thân bulông (trừ ren)
2 Khả năng cắt của 1 bulông:
[N]vb = fvb.gbAthb.nc = 90,43 KN
fvb = 320 MPa : Cường độ tính toán của bulông
Ab = 3,14 cm2 : Diện tích tiết diện ngang của bulông
nc = 1 : Số mặt cắt tính toán của một bulông
gb = 0,9 : Hệ số điều liên kết bulông
3 Khả năng chịu ép mặt của 1 bulông:
[N]cb = fcb.gb.d.Sd = 115,2 KN
fcb = 400 MPa : Cường độ tính toán của bulông
CHI TIẾT 2 NỐI DẦM
N Q sin
Page 1
fcb = 400 MPa : Cường độ tính toán của bulông
Sd = 16 mm : Tổng chiều dày nhỏ nhất các bản thép trượt vềø 1 phía
gb = 0,9 : Hệ số điều liên kết bulông
d = 20 mm : Đường kính ngoài của thân bulông
4 Lực tác dụng lên 1 bulông:
4.1 Do lực cắt gây cắt và ép mặt:
N Q sin
Page 1
Trang 355 Kiểm tra khả năng chịu lực của 1 bulông:
5.1 Theo điều kiện chịu cắt và ép mặt:
Kết luận: Chọn 10 bulông Þ 206 bulông Þ 20
Đảm bảo khả năng chịu lực
II TÍNH LIÊN KẾT GIỮA 2 ĐOẠN NỐI DẦM
2
max.
.
i
M
l K
l M
N
Page 2
II TÍNH LIÊN KẾT GIỮA 2 ĐOẠN NỐI DẦM
1 Kiểm tra bền bản bích:
B : 200 mm Bề rộng bản bích
h0 : 354 mm Chiều cao bản bụng
f : 345 MPa Cường độ tính toán vật liệu
gc : 0,9 Hệ số điều kiện làm việc
Lực dọc (kéo/nén) trong cánh do M max :
2 Kiểm tra bền đường hàn chịu mômen và lực cắt:
fwf = 293,25 Mpa Cường độ tính toán của liên kết hàn trong đường hàn góc
M t
c
u b
.
Trang 36hw = 350 mm Chiều cao bản bụng
tw = 5 mm Chiều dày bản bụng
bf = 200 mm Bề rộng bản cánh
tf = 8 mm Chiều dày bản cánh
hwf = 5 mm Chiều cao đường hàn
g = 0,95 Hệ số điều kiện làm việc
Ứng suất trong đường hàn do mômen gây ra:
Đảm bảo khả năng chịu lực
I TÍNH BULÔNG NỐI DẦM CHỊU MÔMEN VÀ LỰC CẮT:
CHI TIẾT 3 NỐI ĐỈNH DẦM
h M
W
M
σ
h Q
A
Q
τ
2 Q 2
1 Khả năng chịu kéo của 1 bulông:
[N]tb = ftb.Athb = 98 KN
ftb = 400 MPa : Cường độ tính toán của bulông
Athb= 2,45 cm2 : Diện tích tiết diện thân bulông (trừ ren)
2 Khả năng cắt của 1 bulông:
[N]vb = fvb.gbAthb.nc = 90,43 KN
fvb = 320 MPa : Cường độ tính toán của bulông
Ab = 3,14 cm2 : Diện tích tiết diện ngang của bulông
nc = 1 : Số mặt cắt tính toán của một bulông
gb = 0,9 : Hệ số điều liên kết bulông
3 Khả năng chịu ép mặt của 1 bulông:
[N]cb = fcb.gb.d.Sd = 115,2 KN
fcb = 400 MPa : Cường độ tính toán của bulông
Sd = 16 mm : Tổng chiều dày nhỏ nhất các bản thép trượt vềø 1 phía
gb = 0,9 : Hệ số điều liên kết bulông
d = 20 mm : Đường kính ngoài của thân bulông
4 Lực tác dụng lên 1 bulông:
4.1 Do lực cắt gây cắt và ép mặt:
N Q sin
Page 3
Trang 37N Q sin
Page 4
K = 2 Số hàng bulông
5 Kiểm tra khả năng chịu lực của 1 bulông:
5.1 Theo điều kiện chịu cắt và ép mặt:
Kết luận: Chọn 10 bulông Þ 202 bulông Þ 20
Đảm bảo khả năng chịu lực
II TÍNH LIÊN KẾT GIỮA 2 ĐOẠN NỐI DẦM
1 Kiểm tra bền bản bích:
B : 150 mm Bề rộng bản bích
h0 : 354 mm Chiều cao bản bụng
f : 345 MPa Cường độ tính toán vật liệu
gc : 0,9 Hệ số điều kiện làm việc
Lực dọc (kéo/nén) trong cánh do M max :
2
max.
.
i
M
l K
l M
N Q sin
Page 4
Trang 382 Kiểm tra bền đường hàn chịu mômen và lực cắt:
fwf = 293,25 Mpa Cường độ tính toán của liên kết hàn trong đường hàn góc
hw = 354 mm Chiều cao bản bụng
tw = 5 mm Chiều dày bản bụng
bf = 150 mm Bề rộng bản cánh
tf = 8 mm Chiều dày bản cánh
hwf = 5 mm Chiều cao đường hàn
g = 0,95 Hệ số điều kiện làm việc
Ứng suất trong đường hàn do mômen gây ra:
M
t
c
u b
W
M
σ
h Q
A
Q
τ
2 Q 2
M
t
c
u b
W
M
σ
h Q
A
Q
τ
2 Q 2
M
td σ τ
Page 5
Trang 39TABLE: Element Forces - Frames
Frame Station OutputCase CaseType M3 P V2 FrameElem ElemStation