thuyet minh thep 2 thanh da xong

Tải trọng thờng xuyên tĩnh tải tác dụng lên khung ngang bao gồm trọng lợng của các lớp mái , trọng lợng bản thân xà gồ , trọng lợng bản thân khung ngang và dầm cầu trục.. 4,74 kN/m 3,79

Trang 1

B(m)

i(%)

Phân vùng Dạng địa hình

- Số lợng cầu trục : 2 (chế độ làm việc trung bình)

- Sức nâng của cầu trục : Q (T)

- Xác định các kích thớc chính của khung ngang

- Nêu tác dụng và cách bố trí hệ giằng mái, giằng cột

- Xác định các loại tải trọng tác dụng vào khung ngang

- Tính khung ngang với các loại tải trọng nói trên ( dùng phần mềm Sap2000)

- Tiết kế cột đặc chữ I tổ hợp hàn

- Thiết kế xà ngang tiết diện chữ I tổ hợp hàn

- Thiết kế các chi tiết của cột và xà : liên kết xà và cột , vai cột , chân cột , nối

Trang 2

Hệ giằng mái, giằng cột.Có thể thêm 1 số chi tiết liên kết đặc trng

- Cờu tạo khung : các hình chiếu , mặt cắt….của các tiết diện đặc trng, các chi tiết của cột (vai cột, chân cột….) và của xà ( nối xà ) …

Trang 3

5 1 , cos

M

y y

x x

q B

tđ= 3, 263 8 0,081 8

.0,09 0,0191 90998,6 337,56.10   38,67.10   (kN/cm2)<R.=210000

(kN/cm2)

Vậy thỏa mãn điều kiện bền

2 Kiểm tra điều kiện độ võng của xà gồ :

Vậy xà gồ đảm bảo điều kiện độ võng

Svth : Bùi Nguyên Thành – lớp 2003x1 trang : 3

Trang 4

-B – thiết kế khung ngang một nhịp

I – Xác định các kích thớc chính của khung ngang

1

= (0,6  0,75) mChọn hdct = 0,6 m

hr lấy theo cấu tạo ; hr = 0,2 m

Trang 5

-Ht = 1,2 + 0,6+ 0,2 = 2 m

Chiều cao của phần cột tính từ mặt móng đến mặt trên cảu vai cột :

Hd = H – Ht = 9,7 – 2 = 7,7 (m)

2 Theo phơng ngang :

Coi trục định vị trùng với mép ngoài của cột

Chiều cao tiết diện cột chọn theo yêu cầu độ cứng :

đổi tiết diện cách đầu xà 1 đoạn x=l/6 = 3,5m.Với đoạn xà dài 3,5m , độ cứng đầu

xà và cuối xà là I2 và I3 Với đoạn xà dài 7m, độ cứng ở đầu và cuối xà giả thiết

Trang 6

-0.000) Liên kết giữa cột với xà ngang và liên kết tại đỉnh xà ngang là ngàm

Trục cột khung lấy trùng với trục định vị để đơn giản hóa tính toán và thiên về an toàn Sơ đồ tính khung ngang nh hình vẽ dới đây :

I3

I 3 2

II – Tải trọng tác dụng lên khung ngang :

1- Tải trọng thờng xuyên (tĩnh tải) :

Độ dốc mái i = 10%   = 5,740 ( sin = 0,1 ; cos = 0,995 )

Tải trọng thờng xuyên (tĩnh tải) tác dụng lên khung ngang bao gồm trọng lợng của 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

Trang 7

Trọng lợng bản thân tờng và xà gồ tờng lấy tơng tự nh với mái là 0,094 kN/m2 Quy thành tải tập trung đặt tại đỉnh cột :

1,1 0,094 6 9,7 = 6,02(kN)

Trọng lợng bản thân dầm cầu trục chọn sơ bộ là 1 kN/m Quy thành lực tập trung

và mômen lệch tâm đặt tại cao trình vai cột :

Hình 3 : Sơ đồ tính toán khung với tải trọng thờng xuyên(tĩnh tải)

2 - Hoạt tải mái :

Theo TCVN 2737-1995 , trị số tiêu chuẩn của tải thi công hoặc sửa chữa mái ( mái lợp tôn) là 0,3 kN/m2 , hệ số vợt tải là 1,3

Quy đổi về tải trọng phân bố đều trên xà ngang

Trang 8

-Hình 4 : Sơ đồ tính khung với hoạt tải mái nửa trái

Trang 9

Tải trọng gió tác dụng vào khung ngang gồm hai thành phần là gió tác dụng vào cột và gió tác dụng trên mái.Theo TCVN 2737-1995 , công trình xây dựng ở khu vực III.B , do đó có áp lực gió tiêu chuẩn W0 = 1,25 kN/m2 , hệ số vợt tải

p

 = 1,2

Sơ đồ khung ngang đợc tính với khung không có cửa trời

Theo phụ lục III-3 , nội suy xác định đợc các hệ số khí động Ce1 , Ce2 , Ce3

Trang 10

Hình 7: Sơ đồ tính khung với tải trọng gió từ trái sang

Trang 11

4,74 kN/m 3,79 kN/m

Hình 8: Sơ đồ tính khung với tải trọng gió từ phải sang

4 – Hoạt tải cầu trục :

Theo bảng II.3 Phụ lục, các thông số cầu trục sức nâng 8 tấn nh sau :

Bề rộnggabarit

Bk(mm)

Bề rộng

đáy

Kk(mm)

T.lợngcầutrụcG(T)

T.Lợng

xe con

Gxe(T)

áp lực

Pmax(kN/m)

áp lực

Pmin(kN/m)

Tải trọng cầu trục tác dụng lên khung ngang bao gồm áp lực đứng và lực hãm

ngang, đợc xác định nh sau :

a) áp lực đứng của cầu trục :

Tải trọng thẳng đứng của bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua dầm cầu trục

đợc xác định bằng cách dùng đờng ảnh hởng phản lực gối tựa của dầm và xếp các bánh xe của 2 cầu trục sát nhau vào vị trí bất lợi nhất , xác định đợc các tung độ yicủa đờng ảnh hởng , từ đó xác định đợc áp lực thẳng đứng lớn nhất và nhỏ nhất của các bánh xe cầu trục lên cột :

Trang 12

P P

CT-1 CT-2

Hình 9 : Đờng ảnh hởng xác định D max , D min

Mmax = Dmax.e = 142,14 0,5 = 71,07 (kNm)

Mmin = Dmin.e = 40,72 0,5 = 20,36 (kNm)

Trang 13

Hình 11 : Sơ đồ tính khung với tải trọng đứng cầu trục với D max lên cột bên trái

b) Lực hãm ngang của cầu trục

Lực hãm ngang tiêu chuẩn của 1 bánh xe cầu trục lên ray :

T1 = 1,1 0,85 2,44 2,705 = 6,16 (kN)

Trang 14

Svth : Bïi Nguyªn Thµnh – líp 2003x1 trang : 14

Trang 15

-Các biểu đồ thể hiện hình dạng biểu đồ nội lực cho nửa khung bên trái với các ờng hợp chất tải ( riêng nội lực do hoạt tải chất cả mái xác định bằng cách cộng nộilực do 2 trờng hợp chất hoạt tải mái nửa trái và nửa phải)

trSvth : Bùi Nguyên Thành – lớp 2003x1 trang : 15

-9,58 -9,58

Hình 14 :Nội lực do tĩnh tải

Trang 16

12,63 -12,63

-24,8 -24,8

-24,8 -15,03

M

+45,23

-9,35 -77,26

-52

+39,68

H×nh 15 :Néi lùc do ho¹t t¶i c¶ m¸i

Trang 17

6,31 -6,31

-19,23 -19,23

-19,23 -8,2

Trang 18

6,31

-6,31 +4,92 +4,92

-5,57 -5,57

-6,31

+4,92

-6,84

-5,57 -6,84

Trang 19

M

-18,3 +79,79

Trang 20

5,98

-5,98 -1,85 -1,85

Trang 21

Trang 22

-+2,07

+2,07

-0,58 -0,58

-0,38 -0,38 +2,02

V

-0,38 +2,02

+2,02

Hình 20 :Nội lực do áp lực đứng của cầu trục lên cột phải

Trang 23

5.Thiết kế tiết diện cấu kiện :

5.1.Thiết kế tiết diện cột :

a)Xác định chiều dài tính toán:

Chọn phơng án cột tiết diện không đổi Với tỷ số độ cứng của xà và cột đã giả

n n

b) Chọn và kiểm tra tiết diện :

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

Trang 24

l i

Trang 25

- 

2

4.10

88,69 120 4,51

y y y

l i

Điều kiện ổn định tổng thể của cột trong mặt phẳng khung đợc kiểm tra theo công thức :

9, 446 0, 218.87, 2

x e

N A

Trang 26

Tính độ lệch tâm tơng đối theo M’ :

mx =

x W

A N

' M

=

266,73.10 87, 2

.179,57 1563 = 2,07

Do mx =2,07 < 5 nên ta có

x m

Với  y= 88,69 tra bảng IV.2 phụ lục, nội suy có  y=0,685

Do vậy điều kiện ổn định tổng thể của cột theo phơng ngoài mặt phẳng đợc kiểm tra theo công thức :

179,57 0,391.0,685.87, 2

b t

b0 xác định theo công thức : 

b0

=(0,36+0,1)

f E

đợc quyết định bởi điều kiện ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn (do  x y) nên

Trang 27

, do vậy bản bụng cột 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 bụng cột này là :

w w

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

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

5.2 Thiết kế tiết diện xà ngang :

a) Đoạn xà 3,5m ( tiết diện thay đổi ) :

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

Trang 28

-Mômen chống uốn cần thiết của tiết diện xà ngang xác định theo công thức :

W, với bề dày bản bụng xà tw chọn sơ bộ là 0,8 cm:

h = k

w

yc x t

6 0 2

Diện tích tiết diện cần thiết của bản cánh xà ngang

Theo các yêu cầu cấu tạo và ổn định cục bộ, kích thớc tiết diện của bản cánh

x

2136,5.10 80,8

Trang 29

136,5.10 46

10, 2( / )

1283 48

w x

h M

kN cm

W h

2 1

 Bản bụng không bị mất ổn định cục bộ dới tác dụng của ứng suất tiếp ,

( không phải đặt sờn cứng ngang)

4 2,1.10

Trang 30

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

M yc

f c

Chọn sơ bộ bề dày bản bụng là 0,8 cm Chiều cao của tiết diện xà xác định từ

điều kiện tối u về chi phí vật liệu:

267,72.10 . 76 21,522,1 1084

Trang 31

267,72.10 40. 5,95( / 2)

M = (Dmax + Gdct)(L1-h)=(142,14 + 8).(0,75-0,56)=28,53(kNm);

V = Dmax + Gdct = 142,14 + 8 = 150,14(kN)

Bề rộng bản cánh dầm vai chọn bằng bề rộng cánh cột b dv f 22cm Giả thiết

bề rộng của sờn gối dầm cầu trục b dct  20cm Chọn sơ bộ bề dày các bản cánh dầmvai t dv cm

f  1 Từ đó bề dày bản bụng dầm vai xác định từ điểu kiện chịu ép cục bộ

do phản lực dầm cầu trục truyền vào, theo công thức (2.63) :

0,325( )

20 2.1 21.1 2

Trang 32

t w v c f Các đặc trng hình học của tiết diện dầm vai :

28,53.10 30

dv w dv

x dv

h M

dv f dv

Trang 33

10 1 , 2

21 6 2

2

Trang 34

Căn cứ vào kích thớc tiết diện cột đã chọn, dự kiến chọn phơng án cấu tạo chân cột cho trờng hợp có vùng kéo trong bê tông móng với 4 bu lông neo ở một phía chân cột Từ đó xác định đợc bề rộng của bản đế:

cb bd b

cb bd bd

R m B

M R

m B

N R

m B

N

2

92

137,5 137,5

Trang 35

6 6.13,375

1,95 21.1

vào cột phải đủ khả năng truyền lực do ứng suất phản lực của bê tông móng

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

Theo cấu tạo, chọn chiều cao của đờng hàn liên kết dầm đế vào cột h f  0 , 6

cm Từ đó xác định đợc chiều dài tính toán của 1 đờng hàn liên kết dầm đế vào cột:

 Chọn chiều cao của dầm đế hdd = 15 cm

Trang 36

-cột bằng 2 đờng hàn liên kết Ta có:

q l

V s q l s s  4,18.16,5 68,97  kN

Chọn bề dày sờn ts=1cm Chiều cao của sờn xác định

s bộ từ điều kiện chịu uốn: Hình 26:Sơ đồ tính sờn

 

12,75 1.21.1

s s

q l

  5,181.11 56,991

Trang 37

Chọn bề dày sờn ts=1cm Chiều cao của sờn xác định sơ bộ từ điều kiện chịu uốn :

 

6 6.313, 45

9, 46 1.21.1

s s

e)Tính toán bu lông neo:

Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực ở chân cột gây kéo nhiều nhất cho các bu lông neo:

N = 23,05 kN

M = -272,53kNm

V = 77,33 kN

Đây là cặp nội lực trong tổ hợp nội lực do các trờng hợp tải trọng 1,5 gây ra

Do trong tổ hợp này lực dọc có dấu dơng ( tức là lực kéo) nên tổng hợp lực kéo trong các bu lông neo ở một phía chân cột xác định theo công thức (2.76) :

2 2

Trang 38

- 2

2 1

406,5

5,35 4.19

yc bn

Chọn bu lông  30 có Abn = 5,6 cm2 ( Bảng I.11 phụ lục)

Tính toán lại tổng lực kéo trong thân các bu lông neo theo điều kiện (2.74) Xác định hệ số  theo công thức (2.75):

f)Tính toán các đờng hàn liên kết cột vào bản đế :

Các đờng hàn liên kết tiết diện cột vào bản đế đợc tính toán trên quan niệm mô men và lực dọc do các đờng hàn ở bản cánh chịu, còn lực cắt do các đờng hàn ở bản bụng chịu Nội lực để tính toán đờng hàn chọn trong bảng tổ hợp nội lực chính

là cặp đã dùng để tính toán các bulông neo Các cặp khác không nguy hiểm bằng

Lực kéo trong bản cánh cột do mômen và lực dọc phần vào theo(2.78):

2 252,53.10 23,05

( ở trên lấy dấu cộng vì N là lực kéo)

Tổng chiều dài tính toán của các đờng hàn liên kết ở một bản cánh cột (kể cả các đờng hàn liên kết dầm đế vào bản đế ) :

Kết hợp cấu tạo chọn hf = 0,6 cm Cấu tạo chân cột thể hiện ở hình vẽ

Trang 39

a)TÝnh to¸n bu l«ng liªn kÕt:

Trang 40

thủ các quy định trong bảng I.13 phụ lục (Hình 3.28a).

Phía cánh ngoài của cột bố trí một cặp sờn gia cờng cho mặt bích, với kích thớc lấy nh sau :

/ 40 /

7 , 1

25 , 0 1 14 , 3 110 7 , 0

Trang 41

 - hệ số ma sát và hệ số độ tin cậy của liên kết Với giả thiết là

không gia công bề mặt cấu kiện nên theo [1] :

25 , 0

Theo (2.81), lực kéo tác dụng vào một bu lông ở dãy ngoài cùng do mô men

và lực dọc phân vào ( do mômen có dấu âm nên coi tâm quay trùng với dãy bulông phía trong cùng):

Mh N

(ở trên lấy dấu trừ vì N là lực nén)

Do Nbmax=45,86 kN < [N]tc = 98 kN nên các bulông đủ khả năng chịu lực

Kiểm tra khả năng chịu cắt của các bu lông theo (2.83):

Trang 42

Chiều cao cần thiết của các đờng hàn liên kết bản bụng cột với mặt bích ( coi

nh các đờng hàn này chịu lực cắt lớn nhất ở đỉnh cột xác định từ bảng tổ hợp nội lực):

Kết hợp cấu tạo, chọn chiều cao đờng hàn trong liên kết là hf = 0,6 cm

Trang 43

Hình 29:cấu tạo mối nối cột với xà ngang

3.6.4.Mối nối đỉnh xà :

Trong bảng tổ hợp chọn cặp gây kéo nhiều

nhất cho các bu lông tại tiết diện đỉnh xà (đỉnh

mái):

N = -22,1 kN

M = 67,72 kNm

V = -2,21 kN

Đây là cặp nội lực trong tổ hợp nội lực do các

trờng hợp tải trọng 1,4 gây ra Tơng tự nh trên, chọn

bulông cờng độ cao cấp bền 8.8, đờng

Hình 30:Bố trí bu lông

trong liên kết đỉnh xàkính bu lông dự kiến là d = 20mm ( lỗ loại C) Bố trí bu lông thành 2 hàng ở phía ngoài của 2 bản cánh xà ngang bố trí 2 cặp sờn gia cờng cho mặt bích ,kích thớc

n

V n

N h

Mh N

i b



 sin cos

(ở trên: do độ dốc mái i = 10% nên sin =0,099; cos =0,995)

Khả năng chịu cắt của các bulông đợc kiểm tra theo công thức (2.87):

Tơng tự trên, bề dày của mặt bích xác định từ các điều kiện sau:

-100 60 220

60

Trang 44

Tổng chiều dài tính toán của các đờng hàn phía cánh ngoài ( kể cả ở sờn) xác

định tơng tự trên là l w 57, 2cm Lực kéo trong bản cánh dới do mômen, lực dọc

N W

M

N cos sin

2 67,72.10 22,1.0,995 2, 21.0,099

sin cos 22,1.0,099 2, 21.0,995

4,5.10 ( )

2 40 1 0, 7.18 1

yc f

Trang 45

3.6.6.Liên kết bản cánh với bản bụng cột và xà ngang :

Lực cắt lớn nhất trong xà ngang là tại tiết diện đầu xà Vmax = 38,59 kN.Chiều cao cần thiết của đờng hàn liên kết giữa bản cánh và bản bụng xà ngang theo

(2.88):

max min

38,59.605

0,02

2 2.43776 0,7.18 1

f yc

Kết hợp cấu tạo, chọn chiều cao đờng hàn hf = 0,6cm

Tiến hành tơng tự, chọn chiều cao đờng hàn liên kết bản cánh với bản bụng cột là hf = 0,6 cm

160 160

12 12

su ?n 160x105x10

Định dạng
Số trang	45
Dung lượng	1,08 MB