mẫu đồ án kct

1. Chiều cao cột dưới: Hd= Hr –(hr + hdcc) +Hm=8000-(200+600)+0 = 7200 mm Trong đó: Hr : cao trình đỉnh ray = 8m hr : chiều cao ray và đệm giả định lấy bằng 200 mm hdcc: chiều cao dầm cầu chạy,lấy bằng (1/8 ÷1/10)B=0.52÷0.65m Lấy hdcc = 0.6 m =600 mm Hm : đoạn cột chôn dưới đất, không bố trí nên Hm= 0 2. Chiều cao cột trên: Ht = hr + hdcc + Hk +100 +f = 200 + 600 + 2400 +100 + 275 = 3575 mm Lấy Ht là bội số của 200 mm, vậy chọn Ht = 3600 mm Trong đó : Hk(Hct) : chiều cao gabarit của cầu trục f : độ võng của kết cấu mái , lấy bằng 275mm (1/100 nhịp nhà) hr : chiều cao ray và đệm giả định lấy bằng 200 mm hdcc : chiều cao dầm cầu chạy , lấy bằng 600 mm Ta chọn: Hd = 7200 mm Ht = 3600 mm

Trang 1

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP SVTH : Đ I QU C Ớ ỐCHI NẾ

KẾT CẤU THÉP KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG

PHẦN 1: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA KHUNG NGANG NHÀ:

Với sức trục Q=20T và nhịp nhà L= 27.5m ta tra bảng cầu trục ở phụ lục 13 Sách hướng dẫn đồ án kết cấu thép – Ngô Vi Long , được những số liệu sau:

Kích thước B1 = 260 mm (kể từ tim ray cho đến mép ngoài)

I Xác định kích thước theo phương đứng:

1 Chiều cao cột dưới:

Hd= Hr –(hr + hdcc) +Hm=8000-(200+600)+0 = 7200 mm

1 NĂM 2020

Trang 2

Trong đó: Hr : cao trình đỉnh ray = 8m

hr : chiều cao ray và đệm giả định lấy bằng 200 mm

hdcc: chiều cao dầm cầu chạy,lấy bằng (1/8 ÷1/10)B=0.52÷0.65mLấy hdcc = 0.6 m =600 mm

Hm : đoạn cột chôn dưới đất, không bố trí nên Hm= 0

2 Chiều cao cột trên:

Ht = hr + hdcc + Hk +100 +f = 200 + 600 + 2400 +100 + 275 = 3575 mm

Lấy Ht là bội số của 200 mm, vậy chọn Ht = 3600 mm

Trong đó : Hk(Hct) : chiều cao gabarit của cầu trục

f : độ võng của kết cấu mái , lấy bằng 275mm (1/100 nhịp nhà)

hr : chiều cao ray và đệm giả định lấy bằng 200 mm

hdcc : chiều cao dầm cầu chạy , lấy bằng 600 mm

Ta chọn:

Hd = 7200 mm

Ht = 3600 mm

II Xác định kích thước theo phương ngang nhà:

1 Khoảng cách từ tim ray tới trục định vị:

2 Chiều cao tiết diện cột trên:

3 Chiều cao tiết diện cột dưới:

-Khoảng cách từ trục định vị tới mép ngoài cột :

Trang 3

Như vậy, trị số chiều cao tiết diện cột dưới đã chọn là đạt yêu cầu

Vậy: h t = 500 mm, h d = 1000 mm

4 Độ lệch tâm:

Cột trên và cột dưới:

Ray với cột dưới:

III Kích thước dàn mái và cửa mái:

Với nhịp nhà L=27.5m, ta chọn dạng dàn và kích thước dàn như sau

3 NĂM 2020

Trang 4

Chiều cao đầu dàn:-Vì kèo điển hình là hình thang cân nên H0 = 2200 mm

Chiều cao giữa dàn:-Chọn độ dốc i= 10% => hgd =3575 mm

Kích thước cửa mái:

Lcm = (1/3÷1/2)L =9.1 m ÷ 13.75m, Ta chọnL cm = 9m

-Chọn kích thước:Bậu cửa dưới lấy chiều cao 600mm, bậu cửa trên cao 400mm, phần cánh cửa lật cao 1200mm

Chiều cao cửa mái:

IV Hệ giằng của nhà công nghiệp:

Trang 5

5 NĂM 2020

Trang 6

PHẦN 2: XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN NHÀ CÔNG NGHIỆP:

I Tải trọng tác dụng lên dàn:

1 Tĩnh tải mái :

Trọng lượng các lớp mái :

Panen cỡ lớn : 1.5KN / m2 hệ số vượt tải n = 1.1

Bêtông cách nhiệt 0.4KN/ m2 hệ số vượt tải n = 1.2

Trọng lượng kết cấu mái cộng hệ giằng :g = 0.3 KN / m2 hệ số vượt tải n = 1.2 Giá trị tính toán : g = 0.3x1.2=0.36 KN / m2

Trọng lượng kết cấu cửa mái : g = 0.12KN / m2 hệ số vượt tải n = 1.2

Trang 7

- Do áp lực đứng của cầu trục lên vai cột

Các tải trọng này được xác định theo công thức:

Các số liệu tính toán:

-Sức cẩu của cầu trục 20T = 200 kN

-Hệ số vượt tải

-Hệ số tổ hợp (2 cầu trục, chế độ làm việc nhẹ và trung bình)

-Từ bảng catalogue của cần trục, ta tra ra giá trị của , tổng trọng lượng cầu trục , số

lượng bánh xe một bên ray

-Giá trị :

-Từ các kích thước của cầu trục Bk = 6300, K = 4400, ta có thể sắp xếp các bánh xe theo

sơ dồ dưới đây:

7 NĂM 2020

tt

2

cos



Trang 8

-Từ hình vẽ ta có:

 Áp lực đứng của bánh xe cầu trục:

- Do lực xô ngang của cầu trục:

Từ bảng catoluge của cầu trục, ta tra ra giá trị Giả định rằng cầu trục sử dụng móc mềm, Tổng lực hãm tác dụng lên toàn cầu trục là:

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

 Lực xô ngang tính toán của cầu trục là:

Lực xô ngang đặt ở cao trình mặt trên của dầm cầu chạy, cách vai cột 0.6 m, tức là ở caotrình 7.8 m

4 Tải trọng gió:

Công trình được giả định xây tại huyện Trường Sa , vùng gió III-A, địa hình A

Do vậy theo bảng 4 - TCVN2737-1995 áp lực gió tiêu chuẩn , W0 được giảm đi 15 daN/m2 đối với vùng III-A,

Hệ số khí động được tra theo bảng 6 - TCVN 2737-1995, và được thể hiện trong hình dưới đây

Trang 9

Phần 1: Gió tác dụng lên tường dọc => phân bố đều trên cột (kể cả chiều cao đầu dàn):



 , ,

9 NĂM 2020

Trang 10

2 kc

Trang 11

- Mắt tại chân cửa trời:

Trang 14

9 9 1 6 1III-III

Trang 15

-ĐA - K T C U THÉPẾ Ấ TS NGUY N PHÚ CỄ ƯỜNG

=>Tra phụ lục 8 và nội suy ta được:

Chiều dài tính toán:

Trang 16

ĐA - KẾT CẤU THÉP TS NGUYỄN PHÚ CƯỜNG

Diện tích yêu cầu của tiết diện:

Chọn các kích thước còn lại:

Diện tích của tiết diện vừa chọn:

Hình 3 – Tiết diện cột trên

2 Kiểm tra tiết diện đã chọn

Các đặc trưng hình học của tiết diện:

Độ mảnh và độ mảnh quy ước của cột:

Kiểm tra ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn:

Độ lệch tâm tương đối :

Với

tra bảng phụ lục 6 sách NVLđược:

Với

27

Trang 17

ĐA - K T C U THÉPẾ Ấ TS NGUY N PHÚ CỄ ƯỜNG

tra bảng Phụ lục 4 sách NVL được:

Điều kiện ổn định:

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

Ta có : Với cặp nội lực đang xét là tổ hợp của 1+2+4+6+8, xác định được momen ở đầu cột tương ứng là

Momen ở 1/3 đoạn cột là:

Momen quy ước:

Độ lệch tâm tương đối:

Dựa vào bảng phụ lục7sách NVL, ta được:

,

Tính được

Điều kiện ổn định ngoài mặt phẳng khung:

Kiểm tra ổn định cục bộ của tiết diện:

Trang 18

Hình 4 – Tiết diện cột dưới

2 Chọn tiết diện

Giả thiết sơ bộ khoảng cách 2 trục nhánh.

Khoảng cách từ trọng tâm toàn tiết diện đến trục nhánh cầu trục (nhánh 1):

Được xác định bởi phương trình:

Lực nén tác dụng lên từng nhánh:

Nhánh cầu trục:

Nhánh mái:

Già thiết hệ số , diện tích yêu cầu của các nhánh là:

Chọn bề rộng cột (chiều cao tiết diện nhánh):

Trang 19

3

4 x1

Diện tích tiết diện nhánh 2:

Moment quán tính của tiết diện đối với mép ngoài tiết diện :

Sx = 1.438(1.4/2)+237.4(1.2+4.39) = 455.37 cm3

Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện

đến mép ngoài của tiết diện nhánh mái là

Các đặc trưng hình học của tiết diện:

�

y

Trang 20

2 2

x x d

l r

Kiểm tra giã thiết độ cứng :

586164

965055

8



Vậy tiết diện cột đã chọn là chấp nhận được

3 Kiểm tra tiết diện đã chọn :

Trang 21

Kiểm tra ổn định tổng thể cột dưới nén lệch tâm trong mặt phẳng khung :

Khoảng cách các nút giằng a = 120 cm Thanh giằng hội tụ tại trục nhánh

 Thanh bụng xiên:

+Chiều dài thanh xiên: S a2C2  120296.452 153.9(cm)

+ Góc  giữa trục nhánh và trục thanh giằng xiên.

Tra bảng II.1(sách Đoàn Định Kiến ) ta được: min tx 0.88

Hệ số điều kiện làm việc thanh xiên  0.75

tx tx

Trang 22

Tra bảng 3.5(sách Đoàn Định Kiến) ta đươc:k = 33 với  38 470 '

Chọn chiều cao đường hàn sóng : hs = 10mm

Chiều cao đường hàn mép : hm = 6mm

Chiều dai các đường hàn cần thiết :

33

Trang 23

6.5 ( ) 1 12.6 0.75

4.6 ( ) 0.6 12.6 0.75

Thiết kế mối nối hai phần cột:

Nội lực lớn nhất mà cánh ngoài và cánh trong phải chịu:

Cánh ngoài nối bằng một đường hàn đối đầu thẳng, chiều dài đường hàn bằng bề rộng cánh cột trên (300mm) , chiều cao đường hàn bằng chiều dày thép cánh cột trên (15mm)

Ứng suất trong đường hàn đối đầu cánh ngoài là:

Trang 24

Chọn bản nối “K” có chiều dày và chiều rộng bằng chiều dày (15mm) và chiều rộng (300mm)bản cánh của cột trên

Ứng suất trong đường hàn đối đầu cánh trong là:

Mối nối bụng cột, tính đủ chịu lực cắt tại tiết diện nối Vì lực cắt cột trên khá bé, đường hàn đối đầu lấy theo cấu tạo: hàn suốt, với chiều cao đường hàn đúng bằng chiều dày thép bản bụng (12 mm)

Tính toán dầm vai:

 Dầm vai tính toán như dầm đơn giản nhịp

 Sơ đồ tính toán dầm vai:

 Phản lực gối tựa:

 Moment uốn lớn nhất tại vị trí ngay dưới lực

 Gỉa định ,chọn chiều dày bản đậy nhánh cầu trục của cột ; chiều rộng sườn đầu dầm cầu trục

 Theo điều kiện ép cục bộ của lực tập trung ()

Chiều dày cần thiết của bản bụng dầm vai :

Điều kiện đảm bảo độ cứng liên kết 2 nhánh cột: hdv= 0.51000 = 500mm

Chiều dài một đường hàn cần thiết:

35

Trang 25

 Chiều dài 1 đường hàn cần thiết liên kết bản “K” vào bụng dầm vai:

Vậy chiều cao dầm vai

 Chọn chiều dày bản cánh dưới dầm vai bằng 20 mm

Chiều cao bản bụng dầm vai

 Kiểm tra điều kiện chịu uốn của dầm vai:

Thiên về an toàn, quan niệm chỉ có bản bụng dầm vai chịu uốn

Moment chống uốn của bản bụng:

Kiểm tra điều kiện chịu uốn của tiết diện hình chữ nhật

Các đường hàn ngang liên kết bản cánh trên, cánh dưới với bản bụng của dầm vai đều lấy theo cấu tạo

2 Chân cột – Liên kết cột với móng:

Nôi lực tính toán chân cột: kết quả nội lực tại tiết diện chân cột gay ra lực nén lớn nhất

Mmin =-994.37KNm , Ntu = 787.95KN

Trang 26

 Diện tích yêu cầu của bản đế nhánh mái:

 Diện tích yêu cầu của bản đế nhánh cầu chạy:

Chọn chiều rộng B bản đế theo yêu cầu cấu tạo:cm

 Chiều dài L của bản đế từng nhánh tính được là:

 Ứng suất thực tế ngay dưới bản đế

 Chiều dày bản đế

Theo các kích thước cạnh ô và loại ô, tính moment uốn trong các ô này và nhận thấy rằng:

- Ở nhánh mái, moment lớn nhất là ôbản kê 4 cạnh:

b / a 21.5 /19.2 1.12  Tra bảng 3.6 ( sách Đoàn Định Kiến ) ta được  1 0.056

Trang 27

b / a 19.2 / 9.94 1.93  Tra bảng 3.6 ( sách Đoàn Định Kiến ) ta được  1 0.131

2 o

 Chiều dài cần thiết của đường hàn sống:

 Chọn dầm đế có tiết diện 400 x 10 Vì dầm đế có tiết diện rất lớn mà nhịp công xon dầm đế

lạ rất bé nên không cần kiểm tra về uốn về cắt

 Sườn consol A

 Tải trọng tác dụng lên sườn:

 Moment uốn và lực cắt lớn nhất tại tiết diện ngàm (chỗ có 2 đường hàn góc liên kết sườnvới bụng cột):

 Chọn chiều dày sườn

 Chiều cao của sườn tính theo công thức sau:

Chọn

 Kiểm tra 2 đường hàn góc liên kết sườn A với bụng cột:

Chọn chiều cao đường hàn , hàn suốt

Độ bền của đường hàn kiểm tra theo

Sườn consol A đủ khả năng chịu lực

 Chiều cao các đường hàn ngang:

Trang 28

Các kết cấu sườn như dầm đế, sườn A đều liên kết với bản đế bằng 2 đường hàn ngang Chiềucao đường hàn cần thiết cho mỗi liên kết cụ thể là:

Với liên kết của dầm đế và bản đế:

Với liên kết sườn A vào bản đế:

Chọn thống nhất cho mọi đường hàn ngang

Các bộ phận chi tiết, liên kết ở chân cột nhánh cầu trục cũng được tính tương tự nhánh mái.

 Bulông neo

Nhánh mái

Lực kéo lớn nhất trongnhánh mái:

Cường độ chịu kéo tính toán: 40KN/cm2

Diện tích tiết diện cần thiết của bu long neo: (chọn bu lông cấp độ bền 8.8)

Chọn 4 bulông neo có đường kính 39 (Abn = 4 cm2)

Nhánh cầu trục

Lực kéo lớn nhất trong nhánh cầu trục:

Diện tích tiết diện cần thiết của bu long neo: (chọn bu lông cấp độ bền 8.8)

Chọn 4 bulông neo có đường kính 39 (Abn = 4 cm2)

39

Trang 29

VI – THIẾT KẾ DÀN MÁI :

Trang 30

Trang 31

Trang 32

Trang 33

-ĐA - KẾT CẤU THÉP TS NGUYỄN PHÚ CƯỜNG

1 Thanh xiên đầu dàn (12):

Chiều dài tính toán được xác định như sau:

 Trong mặt phẳng dàn:

 Ngoài mặt phẳng dàn:

Chọn tiết diện: ta có thanh 12 chịu N = - 714 kN

Chọn độ mãnh thanh xiên đầu dàn chịu nén

27

Trang 34

Diện tích yêu cầu:

bán kính quán tính cần thiết:

Chọn tiết diện chữ T bằng 2 thép góc đều cạnh ghép lại

Dựa vào tra bảng tra bảng IV.2 phụ lục IV (sách Đoàn Định Kiến) chọn thanh 2L125x12 có:

Vậy tiết diện trên đảm bảo yêu cầu độ mảnh

Kiểm tra lại tiết diện về khả năng chịu lực:

, tra bảng được vậy có:

Vậy tiết diện đã chọn đạt yêu cầu

Vậy tiết diện đã chọn đạt yêu cầu 2L125x12.

2 Thanh cánh dưới: (5-6-7)

Chiều dài tính toán:

Trong mặt phẳng dàn:

Ngoài mặt phẳng dàn:

Ta chọn 1 thanh có nội lực lớn nhất để tính toán chung cho tấc cả các thanh còn lại

Thanh cánh dưới số7 chịu kéo lớn nhất N =806 kN

Ta có độ mãnh cho phép của thanh chịu kéo , bán kính quán tính cần thiết:

Dựa vào tra bảng IV.2 phụ lục IV (sách Đoàn Định Kiến) chọn thanh 2L125x10 có:

,

Ta kiểm tra tiết diện tại vị trí có 2 bulông 18

Vậy tiết diện đã chọn đạt yêu cầu là 2L125x10.

Trang 35

Chọn

Chọn tiết diện:

Chọn tiết diện chữ L bằng 2 thép góc đều cạnh Dựa vào tra bảng IV.2 phụ lục IV (sách Đoàn

Định Kiến) chọn được tiết diện thanh 2L160x12 có:

, ,

Vậy đảm bảo yêu cầu độ mảnh

, tra bảng được

Ta kiểm tra tiết diện tại vị trí có 2 bulông 18

Ta chọn 1 thanh có nội lực lớn nhất để tính toán chung cho tấc cả các thanh còn lại

Thanh cánh dưới số 7 chịu kéo lớn nhất N = 422 kN

Ta có độ mãnh cho phép của thanh chịu kéo , bán kính quán tính cần thiết:

Dựa vào tra bảng IV.2 phụ lục IV (sách Đoàn Định Kiến) chọn thanh 2L125x9 có:

,

Trang 36

Chọn tiết diện: ta có thanh 12 chịu N = - 237 kN

Chọn độ mãnh thanh xiên đầu dàn chịu nén

Dựa vào tra bảng tra bảng IV.2 phụ lục IV (sách Đoàn Định Kiến) chọn thanh 2L100x10 có:

, tra bảng được vậy có:

Vậy tiết diện đã chọn đạt yêu cầu 2L100x10.

II Chi tiết dàn:

a Nút liên kết dàn với cột – Nút dưới:

Đường hàn liên kết thanh cánh dưới vào bản mã:

Chọn chiều cao đường hàn sống , chiều cao đường hàn mép

Chiều dài đường hàn cần thiết là:

Đường hàn liên kết thanh xiên đầu dàn vào bản mã:

Trang 37

 Phản lực đứng đầu dàn dưới:

Lực ngang H do moment đầu dàn:

Bề dày của sườn gối: (chọn bs = 25 cm, cường độ ép mặt fcb = 32.5 kN/cm2 )

Kiểm tra ổn định cục bộ của tiết diện sườn gối:

Chiều cao đường hàn liên kết bản mã vào sườn gối:

Vậy chọn

Bulông liên kết sườn gối với cột: (Dùng bu lông cấp độ bền 8.8)

Ta có , chọn sơ bộ 6 bulông bố trí theo 2 hàng dọc, mỗi hàng 3 bulông, khoảng cách 2 hàng dọc , khoảng cátch 2 hàng ngang

Lực kéo lớn nhất trong bulông xa tâm quay nhất là :

Đường kính thu hẹp bulong:

Trang 38

b Nút liên kết dàn với cột – Nút trên:

Đường hàn liên kết thanh cánh trên CT vào bản mã:

Lực ngang H do momen đầu dàn gây ra:

Lực kéo lớn nhất của bu lông xa tâm quay nhất:

Đường kính thu hẹp bulong:

Diện tích thu hẹp bulong: A bl   d / 4 1.78(cm )20 � 2 � d 18(1.92cm )  2

Bề dày của bản gối:

Trang 39

Vậy chọn

Kiểm tra ổn định cục bộ của tiết diện bản gối: (chọn bs = 18 cm)

Vì không có thanh bụng phân nhỏ, nên chiều cao đường hàn liên kết bản mã vào sườn gối: Vậy chọn mm

c Nút trung dàn trên:

Đường hàn liên kết thanh xiên 18 vào bản mã:

Đường hàn liên kết thanh xiên 19 vào bản mã:

Đường hàn liên kết thanh cánh trên vào bản mã:

Hiệu số nội lực :

Hệ số phân phối lực dọc:

Nội lực trong mỗi đường hàn:

33

Định dạng
Số trang	44
Dung lượng	1,43 MB