THUYẾT MINH đò án THÉP

SỐ LIỆU ĐỀ BÀI STT: 41 Nhịp khung ngang : L = 36 m. Bước khung: B = 8.0 m. Chiều cao đỉnh cột: H = 7.0 m. Độ dốc của mái: i = 15%. Chiều dài nhà: 56 m. Phân vùng gió: IIA (Địa hình B). Thép sử dụng: CCT34. Hệ số điều kiện làm việc: I THIẾT KẾ XÀ GỒ: 1. Tải trọng tác dụng lên xà gồ: a. Tĩnh tải. Tấm lợp tole tráng kẽm dày 0.5mm Nguồn: Zamil steel Vật liệu mái Hệ số vượt tải n Tải trọng tiêu chuẩn (kgm2) Tải trọng tính toán (kgm2) Lớp tôn lợp mái 1,05 4,71 4,946 Hệ thống ME 1,2 5,00 6,00 b. Hoạt tải mái: Hệ tố vượt tải γp Hoạt tải tiêu chuẩn ptc¬m (kgm2) Hoạt tải tính toán ptt¬¬m (kgm2) 1,3 30 39

Nguồn: Zamil steel

Vật liệu mái Hệ số vượt tải n Tải trọng tiêu

chuẩn (kg/m2)

Tải trọng tính toán(kg/m2)

Tải trọng tác dụng lên xà gồ chưa kể đến trọng lượng bản thân xà gồ:

axg: Khoảng cách giữa hai xà gồ theo phương nghiêng, axg = 1.2m

Độ dốc mái i = 15% → góc α = 8.530 ( sinα = 0.148 ; cosα = 0.989).

- Kiểm tra tiết diện xà gồ được chọn :

q

= 54.17x0.989 = 53.57 (kG/m)

c x

q l

(kG.m) Với lx = B = 8 (m)2 2

9.96 8

79.66

x y y

y x

M M

(kG/cm2)Suy ra: σ = 180 Mpa < f γc = 245x0.9 = 220.5 Mpa

Với : γc =0.9 là hệ số điều kiện làm việc

+ Kiểm tra điều kiện độ võng

= 54.17x0.989 = 53.57 (kG/m)

c x

q l

(kG.m) Với lx = B = 8 (m)2 2

9.96 8

79.66

x y y

y x

M M

(kG/cm2)

Suy ra: σ = 1857.9 Mpa < f γc = 245x0.9 = 220.5 MpaVới : γc =0.9 là hệ số điều kiện làm việc.

+ Kiểm tra điều kiện độ võng

- Cấu tạo liên kết: xem bản vẽ.

c m

2 SƠ BỘ TIẾT DIỆN CỦA KHUNG.

2.1 Kích thước theo phương đứng.

• Chiều cao cột H = 7(m) tính từ mặt móng tới đỉnh cột

• Chiều cao đỉnh mái Hmai = 10,93(m) tính từ mặt móng tới đỉnh mái

2.2 Kích thước theo phương ngang.

30. Nhịp nhà là: L = 36 m ( lấy theo trục định vị tại mép ngoài cột)

2.2.1 Tiết diện xà ngang

1 DEAD (Tải trọng bản thân của khung)

2 SDEAD (Tải thiết bị và xà gồ)

3 LL1 (Hoạt tải chất nửa mái trái)

4 LL2 (Hoạt tải chất nửa mái phải)

5 LL3 (Hoạt tải chất đầy mái)

10.U10 = 1.05 DEAD + 1.05 SDEAD + 1.3x0.9 LL2 + 1.2x0.9 WP

11.U11 = 1.05 DEAD + 1.05 SDEAD + 1.3x0.9 LL3 + 1.2x0.9 WP

12.EU = EVE (U1, U2, U3, U4, U5,……U10, U11)

65.Hình 6: Sơ đồ hoạt tải LL2

76.Hình 9: Sơ đồ tải gió phải (WR).

94. N (T)

95. Q (T)

96. M (T.m)

97. N (T)

98. Q (T)

99. M (T.m)

100. U

1

101. 9.246

-102. 5.846

-103. 40

922

104. 10.037

-105. 5.846

-106. 0.000

107. U

2

108. 6.375

-109. 5.846

-110. 40

924

111.7.167

-112. 5.846

-113. 0.000

114. U

3

115. 10.682

-116. 8.200

-117. 57

398

118. 11.474

-119. 8.200

-120. 0.000

121. U

4

122. 1.337

-123. 0.332

-124. 15.074

-125. 2.129

-126. 4.638

127. 0.000

128. U

5

129. 0.616

-130. 1.112

-131. 17

700

132. 1.408

-133. 3.945

-134. 0.000

135. U

6

136. 5.573

-137. 2.766

-138. 3.703

139. 6.365

-140. 1.708

141. 0.000

142. U

7

143. 2.990

-144. 2.766

-145. 3.705

146. 3.781

-147. 1.707

148. 0.000

149. U

8

150. 6.866

-151. 4.884

-152. 18

531

153. 7.658

-154. 0.411

-155. 0.000

156. U

9

157. 4.924

-158. 3.468

-159. 33

200

160. 5.716

-161. 6.018

-162. 0.000

163. U

10

164. 2.341

-165. 3.468

-166. 33

201

167. 3.132

-168. 6.018

-169. 0.000

170. U

11

171. 6.217

-172. 5.586

-173. 48

028

174. 7.008

-175. 8.136

-176. 0.000

177. T

ổ hợp

178. Nội lực

180. Đầu xà 181. Vị trí nối 1

183. N (T)

184. Q (T )

185. M (T.m)

186. N (T)

187. Q (T )

188. M (T.m)

189. E

U

190. 9.608

-191. 8.780

-192. 57.398

-193. 9.095

-194. 5.357

-195. 24.424

-196 197. Vị trí nối 2 198. Vị trí nối 3

199 200. N

(T)

201. Q (T

202. M(T.m)

203. N(T)

204. Q (T

205. M(T.m)

) )

206. E

U

207. 8.600

-208. 2.391

-209. 17

344

210. 8.109

-211. 3.654

212. 10.409

4 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN CHUYỂN VỊ.

- Chuyển vị tại đỉnh công trình:

+ Kiểm tra với tổ hợp: S1=1.Dead+1.Sdead+1.LL3

213

214

215 Hình 13: Chuyển vị tại đỉnh khung

+ Điều kiện kiểm tra:

( Theo zamil steel)

217 Thoả điều kiện

5 KIỂM TRA TIẾT DIỆN

226. Q(T)

227. 57

.398

228. 10.682

-229. 8.780

- Đặc trưng hình học:

238

( ) ( )

y y

I

A I

242 μ : hệ số chiều dài tính toán (TCVN 5578-2012).

243. μ1 : là hệ số chiều dài tính toán bổ sung (TCVN 5578-2012).

244. l =7 (m) là chiều dài của cột.

269. 72,60

270. 2,54

271. 2.30272

273 Ta thấy λmax = λx = 80,43 < [ λ ] =120.( Thoả điều kiện độ mảnh).

278 mx: độ lệch tâm tương đối

279. Wx: momen kháng uốn của thớ chịu nén lớn nhất

280 me : độ lệch tâm quy đổi

η : hệ số ảnh hưởng hình dạng tiết diện (Tra bảng D.9-TCVN 5574-2012)

λ

283. Nên me > 20 Nên phải kiểm tra điều kiện bền

- Kiểm tra điều kiện bền:

N

- Kiểm tra ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng uốn:

× =34604 kG.m

h t

h t

=73.25

312

w w

w s

338. 1

08.8

339. 45147

340. 1

806 341

342. 2489

343. 226

344.

20.37

345.4.78346

- Chiều dài tính toán-độ mảnh và độ mảnh quy ước:

357. 1.08

358. 2.31

9482

113 1890 /0.767 108.8

x x

- Đặc trưng hình học như sau:

- Kiểm tra điều kiện ứng suất pháp lớn nhất:

416 Điều kiện kiểm tra:

- Kiểm tra ứng suất tiếp lớn nhất:

- Kiểm tra ứng suất tương đương tại chỗ tiếp giáp bụng và cánh :

425. Nội lực: 426

427. M

(kG.m)

428. N(kG)

429. Q(kG)

+ Chiều dài tính toán: lo = 1200 mm ( Khoảng cách 2 xà gồ)

+ Điều kiện để không kiểm tra ổn định tổng thể (kiểm tra cho cánh trên):

w W

h t

x x

- Kiểm tra điều kiện ứng suất pháp lớn nhất:

 Điều kiện kiểm tra:

- Kiểm tra ứng suất tiếp lớn nhất:

- Kiểm tra ứng suất tương đương tại chỗ tiếp giáp bụng và cánh :

 Thỏa điều kiện

+ Với bụng dầm:

x x

h t

- Kiểm tra điều kiện ứng suất pháp lớn nhất:

 Điều kiện kiểm tra:

- Kiểm tra ứng suất tiếp lớn nhất:

 Nội lực: Qmax = -879 kG

 Điều kiện kiểm tra:

- Kiểm tra ứng suất tương đương tại chỗ tiếp giáp bụng và cánh :

x x

h t

- Kiểm tra điều kiện ứng suất pháp lớn nhất:

 Điều kiện kiểm tra:

N

- Kiểm tra ứng suất tiếp lớn nhất:

- Kiểm tra ứng suất tương đương tại chỗ tiếp giáp bụng và cánh :

A A

×

là hệ số tăng Rb khi nén cục bộ;

 Am, Abd lần lượt là diện tích đặt móng và diện tích bản đế

 Với Lbd = 600 mm ta thấy đã thỏa điều kiện trên

+Chiều dày bản đế:

 Bề dày bản đế được xác định theo điều kiện chịu uốn của bản đế do ứng suất phản lực trong bê tông móng:

Ls

M Q

- Chiều dày sườn: ts =10 mm

- Chiều cao sườn được xác định theo điều kiện chịu uốn:

 Vậy tiết diện sườn thỏa điều kiện bền

- Kiểm tra đường hàn

 Vì hmin=5mm,hmax=1.2 x tmin=12 Chọn hf = 8mm và

+ Khả năng chịu lực của đường hàn theo tiết diện 1 vì

e.Tính toán và kiểm tra liên kết bu lông.

- Mục 10.2.5 TCVN 5575:2012 quy định, với cột liên kết khớp, bu lông neo lấy theo

cấu tạo từ 2 đến 4 bulong, đường kính không nhỏ hơn 16mm Chọn 4 bulong neo

- Chiều cao đường hàn

 Hmin=5, hmax=12 Nên chọn hf=8mm

- Chiều dài đường hàn liên kết ở một bản cánh cột

- Kiểm tra đường hàn.



w 1

2 LIÊN KẾT GIỮA DẦM VỚI CỘT.

c. Xác định kích thước mặt bích và liên kết bu lông:

- Chọn bu lông cường độ cao, cấp bền 8.8

d. Tính toán và kiểm tra liên kết bu lông.

- Xác định khả năng chịu lực của liên kết bulông :

+ Khả năng chịu kéo :

 fvb : Cường độ tính toán chịu cắt của bulong

 nv =1 : Số mặt cắt qua thân bulong

 γb =0.9 : Hệ số điều kiện làm việc của bu lông (Bảng 38 TCVN

=20 mm là chiều dày nhỏ nhất của các bản thép trượt về một phía

+ Khả năng chịu trượt của bu lông cường độ cao :

fhb= 0.7 x 1100 = 770 (MPa) : cường độ chịu kéo tính toán của bulông

γb1 = 1: hệ số điều kiện làm việc của liên kết phụ thuộc vào số bu lông

γb2 = 1.7, μ = 0.25 Vì giả thuyết không gia công bề mặt cấu kiện nên (theo

bảng 39 TCVN 5575:2012).

- Lực kéo tác dụng lên 1 bu lông ở dãy ngoài cùng:



100 200 300 400 500 700 800 895

 Hình 18: Khoảng cách bulong so với hàng 1





1 2

e Tính toán và kiểm tra li

 Chọn chiều cao đường hàn hf = 8 mm

- Chiều dài đường hàn:

- Kiểm tra đường hàn:

 Điều kiện kiểm tra:

ττ

f Kiểm tra bề dày của bản bích.

 Bề dày của bản bích được xác định từ điều kiện chịu uốn:

 b1 : khoảng cách của 2 dãy bu lông.

 h1 : khoảng cách hàng bu lông xa nhất đến tâm quay

 Chọn t =20mm>max ;(t t1 2) =12.72mm

3 LIÊN KẾT MỐI NỐI XÀ : (Vị trí nối 1)

c Xác định kích thước mặt bích và liên kết bu lông:

- Chọn bu lông cường độ cao, cấp bền 8.8

60 100 60 220

 Hình 19: Bố trí bu lông tại vị trí nối 1

d.Tính toán và kiểm tra liên kết bu lông.

- Xác định khả năng chịu lực của liên kết bulông :

- Lực kéo tác dụng lên 1 bu lông ở dãy ngoài cùng:

nên bulong đủ khả năng chịu kéo

- Lưc cắt và ép mặt tác dụng lên 1 bu lông :

- Chọn chiều cao đường hàn hf = 8 mm

- Chiều dài đường hàn:

- Kiểm tra đường hàn:

- Điều kiện kiểm tra:

ττ

- Vậy đường hàn thỏa điều kiện

f Kiểm tra bề dày của bản bích.

- Bề dày của bản bích được xác định từ điều kiện chịu uốn:

4 LIÊN KẾT MỐI NỐI XÀ : (Vị trí nối 2)

a Tiết diện:

- h

(mm)

- bf

(mm)

- tw

(mm)

- tf

(mm)

c Xác định kích thước mặt bích và liên kết bu lông:

- Chọn bu lông cường độ cao, cấp bền 8.8

- fvb

(MPa)

- ftb

(MPa)

- fcb

(MPa)

- 3,1

4

- 2,45

- 1100

- 32

- 395-

d.Tính toán và kiểm tra liên kết bu lông.

- Xác định khả năng chịu lực của liên kết bulông :

- Lực kéo tác dụng lên 1 bu lông ở dãy ngoài cùng:

nên bulong đủ khả năng chịu kéo

- Lưc cắt và ép mặt tác dụng lên 1 bu lông :

-87973( )

- Chọn chiều cao đường hàn hf = 8 mm

- Chiều dài đường hàn:

- Kiểm tra đường hàn:

- Điều kiện kiểm tra:

- Vậy đường hàn thỏa điều kiện

f Kiểm tra bề dày của bản bích.

- Bề dày của bản bích được xác định từ điều kiện chịu uốn:

5 LIÊN KẾT ĐỈNH XÀ (Vị trí nối 3).

a Tiết diện:

- h

(mm)

- bf

(mm)

- tw

(mm)

- tf

(mm)

c Xác định kích thước mặt bích và liên kết bu lông:

- Chọn bu lông cường độ cao, cấp bền 8.8

- A (c

m2)

- Ab n

- fvb

(MPa)

- ftb

(MPa)

- fcb

(MPa)

- 3,1

4

- 2,45

- 1100

- 32

- 395-

d Tính toán và kiểm tra liên kết bu lông.

- Xác định khả năng chịu lực của liên kết bulông :

- Lực kéo tác dụng lên 1 bu lông ở dãy ngoài cùng:

- Chọn chiều cao đường hàn hf = 8 mm

- Chiều dài đường hàn:

- Kiểm tra đường hàn:

- Điều kiện kiểm tra:

- Vậy đường hàn thỏa điều kiện

f Kiểm tra bề dày của bản bích.

- Bề dày của bản bích được xác định từ điều kiện chịu uốn:

1 TCVN 5575 : 2012, Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế.

2 TCVN 2737 : 1995, Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.

3 Trần Thị Thôn, Bài tập thiết kế kết cấu thép.

4 Phạm Văn Hội, Nguyễn Quang Viên, Kết cấu thép – Cấu Kiện Cơ Bản.

5 Phạm Minh Hà, Đoàn Tuyết Ngọc, Thiết kế khung thép nhà một tầng, một nhịp.

- MỤC LỤC- TÓM TẮT

SỐ LIỆU 1

I.THIẾT KẾ XÀ GỒ 2

- 1 Tải trọng tác dụng lên xà gồ 2

- 5 Liên kết

xà gồ - vì kèo 5

II THIẾT KẾ KHUNG NGANG K-1 5

- 1 Tải trọng tác dụng lên khung 5

- 2 Sơ bộ tiết diện khung 6

- 3 Mô hình khung 7

- 4 Kiểm tra điều kiện chuyển vị 12

- 5 Kiểm tra tiết diện 13

III.THIẾT KẾ LIÊN KẾT 25

- 1 Liên kết chân cột 28

- 2 Liên kết giữa xà với cột 24

- 3 Liên kết mối nối xà (Vị trí nối 1) 31

- 4 Liên kết mối nối xà (Vị trí nối 2) 34

- 5 Liên kết đỉnh xà (Vị trí nối 3) 37

- TÀI LIỆU THAM KHẢO