Đồ án Kết cấu thép 2 Trần Văn Phúc

MỤC LỤC 1. đỀ BÀI7 2. Lựa chọn vật liệu sử dụng7 3. Xác định kích thước chính của khung ngang8 3.1. Theo phương đứng8 3.2. Theo phương ngang10 4. sơ bộ tiết diện khung ngang.10 4.1. Tiết diện cột.10 4.2. Tiết diện dầm mái11 4.3. Tiết diện vai cột11 4.4. Kích thước cửa trời12 5. Hệ giằng12 6. sơ đồ tính khung ngang.17 7. Tải trọng tác động lên khung ngang18 7.1. Tĩnh tải18 7.1.1. Tải trọng lớp hoàn thiện mái18 7.1.2. Tải trọng lớp hoàn thiện biên tường18 7.1.3. Tải trọng do bậu cửa trời18 7.1.4. Tải trọng bản thân dầm cầu trục18 7.2. Hoạt tải18 7.2.1. Hoạt tải mái18 7.2.2. Hoạt tải cầu trục19 7.3. Tải trọng gió21 8. Tính nội lực23 8.1. Biểu đồ tĩnh tải tác dụng vào khung ngang24 8.2. Biểu đồ hoạt tải sửa chữa mái tác dụng lên khung ngang.25 8.2.1. Trường hợp 1 (Hoạt tải chất đầy – HTCD)25 8.2.2. Trường hợp 2 (HT1 – HT:AB).26 8.2.3. Trường hợp 2 (HT2 – HT:BC).27 8.2.4. Trường hợp 3 (HT3 – HT:CD).28 8.3. Biểu đồ hoạt tải cầu trục tác dụng lên vai cột của khung ngang.29 8.3.1. Áp lực đứng Dmax,minC.29 8.3.2. Áp lực đứng Dmax.minE.30 8.3.3. Lực hãm xe con TmaxC-phaiquatrai31 8.3.4. Lực hãm xe con TmaxEphaiquatrai.32 8.4. Biểu đồ hoạt tải gió tác dụng lên khung ngang.33 8.4.1. Hoạt tải gió trái.33 8.4.2. Hoạt tải gió phải.34 8.5. Bảng nội lực (M,N,Q) xuất hiện trong khung ngang.35 8.5.1. Nội lực dầm.35 8.5.2. Nội lực cột.36 9. tổ hợp nội lực.37 10. xác định nội lực thiết kế.41 11. Thiết kế tole lợp mái và xà gồ mái.43 11.1. Thiết kế tole lợp mái.43 11.1.1. Tải trọng tác dụng lên tole lợp mái43 11.1.2. Thiết kế tiết diện tole lợp mái.44 11.2. Thiết kế xà gồ mái.45 11.2.1. Xác định tải trọng tác dụng lên xà gồ.45 11.2.2. Thiết kế tiết diện xà gồ mái.47 11.3. Thiết kế tole lợp mái và xà gồ.49 11.3.1. Thiết kế tiết diện xà gồ biên49 12. thiết kế dầm.51 12.1. Thiết kế tại vị trí đầu dầm.51 12.1.1. Chọn sơ bộ tiết diện.51 12.1.2. Kiểm tra khả năng chịu lực của tiết diện.53 12.1.3. Kiểm tra ổn định tổng thể dầm.54 12.1.4. Kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh, bản bụng.55 12.2. Thiết kế dầm đoạn tiết diện nhỏ.56 12.2.1. Chọn sơ bộ tiết diện.56 12.2.2. Kiểm tra khả năng chịu lực của tiết diện.57 12.2.3. Kiểm tra ổn định tổng thể dầm58 12.2.4. Kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh, bản bụng.59 12.3. Thiết kế tiết diện tại vị trí nối dầm L=6.5m (tính từ vị trí đầu cột).59 12.4. Thiết kế chi tiết liên kết dầm.60 13. Thiết kế cột khung60 13.1. Thiết kế cột biên trục A (chọn phương án tiết diện không đổi)60 13.1.1. Chiều dài tính toán của tiết diện cột biên60 13.1.2. Sơ bộ tiết diện cột.61 13.1.3. Tính đặc trưng hình học.62 13.1.4. Kiểm tra khả năng chịu lực với cặp nột lực thứ nhất của cột biên A64 13.1.5. Kiểm tra tiết diện cột biên A với cặp nội lực 2.68 13.1.6. Tính toán liên kết hàn bản cánh vào bản bụng cột biên A.71 13.2. Thiết kế cột giữa trục C (Chọn cột có tiết diện không đổi).72 13.2.1. Chiều dài tính toán cột giữa.72 13.2.2. Sơ bộ tiết diện cột giữa.73 13.2.3. Tính đặc trưng hình học.74 13.2.4. Kiểm tra khả năng chịu lực với cặp nội lực thứ nhất của cột giữa C.75 13.2.5. Kiểm tra tiết diện cột giữa C ứng với cặp nội lực 2.79 13.2.6. Tính toán liên kết hàn bản cánh vào bản bụng cột giữa C.83 14. Thiết kế dầm vai cột giữa C83 14.1. Chọn sơ bộ tiết diện dầm vai83 14.2. Các đặc trưng hình học của tiết diện dầm vai.84 14.2.1. Tiết diện tại vị trí ngàm dầm vai.84 14.2.2. Tiết diện tại vị trí đầu tự do dầm vai.85 14.3. Kiểm tra bền tiết diện dầm vai.85 14.3.1. Kiểm tra tại vị trí ngàm dầm vai85 14.3.2. Kiểm tra tại vị trí đầu tự do dầm vai.86 14.4. Kiểm tra tổng thể tiết diện dầm vai.87 14.5. Kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh, bản bụng dầm vai87 14.5.1. Kiện ổn định cục bộ bản cánh khi chịu nén87 14.5.2. Kiểm tra ổn định cục bộ bản bụng87 14.6. Tính toán liên kết hàn bản cánh và bản bụng dầm vai87 14.7. Tính toán liên kết hàn dầm vai vào cột giữa C.88 14.7.1. Tính toán liên kết bản cánh vào cột giữa:88 14.7.2. Tính toán liên kết bản bụng vào cột giữa:89 14.8. Chọn kích thước sườn để gia cường cho bản bụng dầm vai.89 15. Kiểm tra độ cứng khung ngang.89 15.1. Kiểm tra chuyển vị đứng của dầm90 15.1.1. Tại nút cứng 11 (đỉnh nhịp giữa 1, L2 = 36m)90 15.1.2. Tại nút cứng 23 (đỉnh nhịp biên, L1 = 27m)90 15.2. Kiểm tra chuyển vị ngang cột90 15.2.1. Tại nút cứng 17 (đỉnh cột biên A có H = 13.3 m)91 15.2.2. Tại nút cứng 5 (đỉnh cửa mái nhịp L1 có H = 15.88m)91 16. Thiết kế các chi tiết liên kết91 16.1. Thiết kế chi tiết liên kết cột A vào đầu trái dầm AB91 16.1.1. Tính toán bulong liên kết91 16.1.2. Tính toán mặt bích nằm ngang ở đỉnh cột biên A93 16.1.3. Tính toán đường hàn liên kết đỉnh cột biên A với mặt bích nằm ngang93 16.2. Thiết kế liên kết đầu dầm phải AB với đầu dầm trái BC (đỉnh nhịp biên 1).94 16.2.2. Tính toán mặt bích nằm thẳng đứng ở đỉnh nhịp biên 1.95 16.2.3. Tính toán đường hàn liên kết đỉnh nhịp biên 1 với mặt bích.95 16.3. Thiết kế liên kết đầu phải dầm CD với đầu trái dầm DE (đỉnh nhịp giữa).96 16.4. Thiết kế liên kết cột giữa C với đầu trái dầm CD.97 16.4.1. Tính toán bulong liên kết.97 16.4.2. Tính toán mặt bích nằm thẳng đứng ở đỉnh cột giữa C.98 16.4.3. Tính toán đường hàn liên kết đỉnh cột giữa C với mặt bích.98 16.5. Thiết kế chi tiết liên kết cột giữa C với đầu phải dầm BC.99 16.6. Thiết kế 2 đoạn dầm AB với nhau (BC tương tự).99 16.6.2. Tính toán mặt bích nằm nghiêng vị trí nối dầm AB.100 16.6.3. Tính toán đường hàn liên kết 2 đoạn dầm AB.101 16.7. Thiết kế liên kết 2 đoạn dầm CD.102 17. THiết kế chân cột102 17.1. Thiết kế chân cột biên A102 17.1.1. Tính toán bản đế chân cột biên A102 17.2. Tính toán dầm đế chân cột biên A.105 17.2.1. Tính toán sườn đế dài và sườn đế ngắn chân cột biên A.107 17.2.2. Tính toán bulong neo tại chân cột biên A.110 17.2.3. Tính toán đường hàn liên kết chân cột biên A vào bản đế.112 17.3. Thiết kế chân cột giữa C.112 17.3.1. Tính toán bản đế chân cột giữa C.112 17.4. Tính toán dầm đế chân cột giữa C.115 17.4.1. Tính sườn đế ngắn và sườn đế dài cột giữa C.117 17.4.2. Tính toán bulong neo tại chân cột giữa C.120 17.4.3. Tính toán đường hàn liên kết chân cột giữa C vào bản đế.122

MỤC LỤC

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 1

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

- Giáo trình môn học kết cấu thép 2: Thầy Trần Văn Phúc

- Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép: TCVN 5575-2012.

- Tiêu chuẩn tải trọng và tác động: TCVN 2737-1995.

- Sách thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp: Gs Đoàn Định Kiến.

- Bài tập thiết kế kết cấu thép: Trần Thị Thôn.

- Zamil steel design manual.

- ANSI-AISC 360-16 Specification for Structural Steel Buildings.

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 2

Cao trình

Cầu trục Q(T )

Áp lực gió ở độ cao 10m (daN/m 2 )

Chiề

u dài nhà m

Độ dốc (% ) Đất tự

nhiên m

Mặt nền m

Mặt ray m

L 1 = 27 m L 2 = 36 m L 3 = 27 m 9 -0.55 0 12.2 3 85 189 8

- Dạng địa hình để tính gió là dạng địa hình B

- Nhịp giữa có 2 cần trục hoạt động với sức trục Q đã cho Hai nhịp biên không

có cầu trục

- Vật liệu lợp mái: Tole

- Sử dụng khung thép tiết diện chữ I tổ hợp Cột có tiết diện không đổi Dầm cótiết diện thay đổi

2 LỰA CHỌN VẬT LIỆU SỬ DỤNG

- Vật liệu thép Mác CCT38 theo TCVN 5575-2012 có cường độ:

- Dùng que hàn N42 theo TCVN 5575-2012 ta được số liệu sau:

Cường độ kéo đứt tiêu chuẩn:

Trạng thái làm việc Ký hiệu Cấp độ bền Cường độ tính toán (MPa)

Hình 3.1 Kí hiệu thông số cầu trục.

Cầu trục có sức nâng: , tra cataloge ta được:

Cột giữa:

Chiều dài cột trên:

+ HK: Chiều cao gabarit của cầu trục (khoảng cách từ mặt ray đến điểm cao nhấtcủa cầu trục) – Tra catalogue cầu trục HK = 875 mm (theo đề bài đồ án, xe connằm dưới, chọn H1 là chiều cao cầu trục)

+ C: khe hở an toàn giữa cầu trục và xà ngang, chọn C = 200 mm

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 4

+ hdct: chiều cao dầm cầu trục, sơ bộ chọn:

Hình 3.3 Kí hiệu kích các kích thước khung ngang.

Cột biên: Chọn chiều cao bằng chiều cột giữa

3.2 Theo phương ngang

- Trục định vị cột biên trùng với mép ngoài cột (a=0)

- Trục định vị cột giữa trùng với trục cột

- Khoảng cách từ trục định vị đến trục ray: (trục định vị trùng với trục cột)

- Chiều cao tiết diện cột lấy theo yêu cầu độ cứng:

Chọn chiều cao h = 700 mm

- Kiểm tra khe hở giữa cầu trục và khung:

4 SƠ BỘ TIẾT DIỆN KHUNG NGANG.

4.1 Tiết diện cột.

Chọn tiết diện cột đặc của khung nhà bằng thép dạng chữ I như sau:

- Chiều cao tiết diện cột:

Chọn chiều cao h = 700 mm

- Bề rộng tiết diện cột:

Chọn chiều cao b f = 300 mm

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 6

- Bề dày bản bụng:

- Bề dày bản cánh:

Chọn tf = 12 mm

4.2 Tiết diện dầm mái

Dầm có tiết diện chữ I đối xứng, đoạn nách khung gần cột chịu moment, lực cắt lớnnên thường cấu tạo tiết diện cao hơn, tiết diện còn lại lấy không đổi

- Chiều cao tiết diện tại nách khung:

4.3 Tiết diện vai cột

Kích thước tiết diện vai cột phụ thuộc vào tải trọng cầu trục (lực tập trung do áplực đứng của cầu trục và trọng lượng bản thân dầm cầu trục, trọng lượng ray, dầm hãm

và hoạt tải trên cầu trục) và nhịp dầm vai (khoảng cách từ điểm đặt lực tập trung đếnmép cột) Sơ bộ tiết diện dầm vai như sau:

- Khoảng cách từ trục định vị đến ray cầu trục

- Chiều dài vai (từ mép trong cột đến cạnh ngoài cùng vai cột):

Khoảng cách từ ray cầu trục đến cạnh ngoài cùng vai cột lấy bằng 150 mm

- Lựa chọn tương tự như trên ta có:

- Chiều cao tiết diện vai cột: h = 350 mm

- Bề rộng tiết diện vai cột: b = 100 mm

- Chiều dày bản bụng vai cột: tw = 6 mm ≥ 6 mm

- Chiều dày bản cánh vai cột: tf = 10 mm

4.4 Kích thước cửa trời

- Sơ bộ: Thép I20

- Chiều cao: 1.5 m

- Chiều dài:

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 7

Bảo đảm ổn định (hay giảm chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng) cho các cấukiện chịu nén của kết cấu: thanh dàn, cột,

Tạo điều kiện thuận lợi, an toàn cho việc dựng lắp, thi công

Hệ giằng bao gồm hai nhóm: hệ giằng mái và hệ giằng.

Hệ giằng cột:

- Hệ giằng cột đảm bảo sự bất biến hình và độ cứng của toàn nhà theo phương dọc,chịu các tải trọng tác dụng dọc nhà và đảm bảo ổn định của cột Dọc theo chiều dàinhà, hệ giằng cột bố trí giữa khối nhà và ở 2 đầu hồi nhà để truyền tải trọng một cáchnhanh chóng Hệ giằng cột giữa: phần cột trên được bố trí từ mặt dầm hãm cho đếnđỉnh cột, phần cột dưới được bố trí từ mặt nền đến cote +5.5 m và từ cote +5.5 m đếnmặt dầm vai Hệ giằng cột biên: phần trên được bố trí từ cote +8.8 m đến đỉnh cột,phần giữa từ cote +4.5 m đến cote +8.8 m, phần dưới được bố trí từ cote +4.5m xuốngđến chân cột Theo tiết diện cột, hệ giằng cột trên được đặt vào giữa bản bụng cột Dosức trục Q= 3T, chọn tiết diện thanh giằng làm từ thanh thép tròn Φ18 Trên đỉnh cột

bố trí thanh chống dọc nhà Chiều cao cột H =13.3 m > 9 m, do đó bố trí thêm thanhchống dọc nhà tại vị trí cao độ +6.35m Chọn tiết diện thanh chống dọc theo độ mảnh

λmax ≤ 220, chọn I27 Hình 5.1

Hệ giằng mái:

- Hệ giằng mái được bố trí ở hai gian đầu nhà và ở chỗ có hệ giằng cột Hệ giằng máibao gồm các thanh giằng xiên và thanh chống dọc, trong đó yêu cầu cấu tạo thanhchống có độ mảnh λ max ≤ 220 Thanh giằng xiên làm từ thép tròn tiết diện Φ18, thanhchống chọn I22 Theo chiều cao tiết diện xà, giằng mái bố trí lệch lên phía trên (để giữ

ổn định cho xà khi chịu tải bình thường – cánh trên của xà chịu nén) Khi khung chịutải gió, cánh dưới của xà chịu nén nên phải gia cường bằng các thanh giằng chống xiên(liên kết lên xà gồ), cách 3 bước xà gồ lại bố trí một thanh chống xiên Tiết diện thanhchống chọn L50x5, điểm liên kết với xà gồ cách xà 800 mm Ngoài ra bố trí thanhchống dọc nóc tiết diện I22 tạo điều kiện thuận lợi khi thi công lắp ghép Hình 5.2

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 8

Giằng cánh dưới dầm I tổ hợp:

- Giằng cánh dưới dầm sẽ làm giảm chiều dài tính toán của dầm, để đảm bảo thỏamãn điều kiện ổn định tổng thể khi chịu lực mà không cần phải tăng kích thước tiếtdiện của dầm

- Chọn thép hình U45x35x2.4 của công ty PEBSteel (www.pebsteel.com) làm thanhgiằng liên kết cánh dưới của xà gồ mái lắp ở cánh trên dầm ta bố trí khoảng cách thanhgiằng là 2.2m = 2 x 1.1m (theo phương ngang nhà xưởng) nghĩa là cứ cách 1 xà gồgiằng một lần Hình 5.3

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 9

Hình 5.4 Sơ đồ hệ giằng cột biên, cột giữa.

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 10

Hình 5.5 Sơ đồ hệ giằng mái.

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 11

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 12

6 SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG NGANG.

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 13

7 TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG LÊN KHUNG NGANG

7.1 Tĩnh tải

Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân kết cấu và các tải trọng hoàn thiện, bao che.Trọng lượng bản thân kết cấu sẽ được phần mềm tự động tính toán khi ta giải nội lực Hệ sốvượt tải 1.05

Độ dốc mái i=8 %

7.1.1 Tải trọng lớp hoàn thiện mái

Trọng lượng bản thân các tấm lợp, lớp cách nhiệt và xà gồ mái lấy 0.15 kN/m2 Hệ sốvượt tải n=1.1

- Tải trọng tiêu chuẩn phân bố tác dụng lên xà ngang: 0.15×9 = 1.350 kN/m

- Tải trọng tính toán phân bố tác dụng lên xà ngang: 1.350×1.1 = 1.485 kN/m

7.1.2 Tải trọng lớp hoàn thiện biên tường

Trọng lượng bản thân của tôn tường và xà gối lấy tương tự như với mái là 0.15 kN/m2 Quy

về lực phân bố đều trên chiều dài cột

- Tải trọng tiêu chuẩn: 0.15×9 = 1.350 kN/m

- Tải trọng tính toán: 1.350×0.9 = 1.485 kN/m

7.1.3 Tải trọng do bậu cửa trời

Trọng lượng của bậu cửa sơ bộ lấy bằng 1.5 kN/m; trong lượng cửa kính và khung cánh lấybằng 0.4 kN/m2

- Tải trọng tiêu chuẩn: (1.5+0.4×1.5)×9 = 18.9 kN

- Tải trọng tính toán: 1.1×18.9 = 20.79 kN

7.1.4 Tải trọng bản thân dầm cầu trục

Quy thành tải tập trung và moment lệch tâm đặt tại cao trình vai cột cột (tay đòn là khoảngcách từ trọng tâm ray đến trục của cột)

: hệ số trọng lượng bản thân

7.2 Hoạt tải

7.2.1 Hoạt tải mái

Theo TCVN 2737-1995, trị số tiêu chuẩn của hoạt tải thi công hoặc sửa chữa mái là

30 daN/m2, hệ số vượt tải là 1,3

Quy đổi về lực phân bố đều trên dầm mái:

- Giá trị tiêu chuẩn:

- Giá trị tính toán:

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 1

4

7.2.2 Hoạt tải cầu trục

Hoạt tải cầu trục tác dụng lên khung ngang bao gồm áp lực đứng và lực hãm ngangcủa cầu trục Các tải trọng này thông các bánh xe cầu trục truyền lên vai cột

7.2.2.1 Áp lực đứng của cầu trục.

Áp lực đứng Dmax, Dmin của cầu trục truyền qua dầm cầu trục thành tải trọng tập trungđặt tại vai cột Tải trọng đứng của cầu trục lên cột được xác định do tác dụng của nhiều nhấthai cầu trục hoạt động trong một nhịp, bất kể số cầu trục thực tế trong nhịp đó Trị số của

Dmax, Dmin có thể xác định bằng đường ảnh hưởng của phản lực gối tựa dầm cầu trục khibánh xe dầm cầu trục di chuyển đến vị trí bất lợi nhất Ta xét trường hợp hai cầu trục tiếnđến sát nhau:

Trị áp lực đứng tiêu chuẩn của cầu trục truyền lên vai cột xác định theo công thức:

Trong đó:

n là hệ số vượt tải của cầu trục, n =1,1;

nc là hệ số tổ hợp, bằng 0.85 khi xét tải trọng do 2 cầu trục chế độ làm việc nhẹ,trung bình;

là áp lực lớn nhất và nhỏ nhất tiêu chuẩn của 1 bánh xe của cầu trục (tra catalo cầutrục): ;

y3 = (15/14) × 1 = 1.071;

y4 = (5/3) × 1 = 1.667;



Do áp lực đặt lêch tâm so với trục cột nên cần kể đến moment lệch tâm tương ứng:

Với e là khoảng cách từ trục ray đến trục cột, λ = e = 0,75 m (trục định vị trùng với trụccột)

 Giá trị tiêu chuẩn của áp lực, moment:

 Giá trị tính toán của áp lực, moment (hệ số vượt tải n = 1,1):

7.2.2.2 Lực hãm ngang của cầu trục.

Lực hãm ngang T tiêu chuẩn của cầu trục tác dụng vào cột khung thông qua dầm hãm, cóđiểm đặt tại cánh trên của dầm cầu trục (cao trình mặt ray), có thể hướng ra hay vào, đượcxác định bởi công thức sau:

T1 là lực hãm ngang tiêu chuẩn của 1 bánh xe cầu trục

n0 là số bánh xe 1 bên của cầu trục, no=2;

Lực hãm ngang tính toán (lấy hệ số vượt tải bằng 1.1):

Trong đó:

là hệ số vượt tải của tải trọng gió, tra bảng 12 ;

là áp lực gió tiêu chuẩn tra bảng 4, phụ thuộc vào vùng áp lực gió tra phụ lục E, theo yêu

cầu đề bài ;

k là hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao, phụ thuộc vào dạng địa hình (yêu cầu

đề bài địa hình B) tra bảng 5;

c là hệ số khí động phụ thuộc vào hình dạng nhà tra bảng 6, nhà 3 nhịp có cửa trời tính theo

sơ đồ 9 tiêu chuẩn 2737-1995.

- Đoạn AB tính theo sơ đồ 8:

Hệ số ce1, ce2, ce4 của sơ đồ 8 được tính theo của sơ đồ số 2 (trong TCXD 2737-1995)

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 1

7

Theo sơ đồ 2 ta có: tỉ số Góc nghiêng của mái

 Tra bảng và nội suy theo sơ đồ 2 ta có: ,

tỉ số Góc nghiêng của mái

 Tra bảng và nội suy theo sơ đồ 2 ta có:

- Đoạn BC:

Theo sơ đồ 9 ta có:

 Xác định hệ số ce2 theo sơ đồ 2

Tỉ số và

Bảng 7.1 Tải trọng gió tác dụng vào Cột.

Bảng 7.2 Tải trọng gió tác dụng vào Dầm Kèo.

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 1

8

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 1

9

8.1 Biểu đồ tĩnh tải tác dụng vào khung ngang

8.2 Biểu đồ hoạt tải sửa chữa mái tác dụng lên khung ngang.

8.2.1 Trường hợp 1 (Hoạt tải chất đầy – HTCD)

8.3 Biểu đồ hoạt tải cầu trục tác dụng lên vai cột của khung ngang.

8.4 Biểu đồ hoạt tải gió tác dụng lên khung ngang.

8.4.1 Hoạt tải gió trái.

8.4.2 Hoạt tải gió phải.

8.5 Bảng nội lực (M,N,Q) xuất hiện trong khung ngang.

8.5.1 Nội lực dầm.

Bảng 8.3 Nội lực dầm AB nhịp 1 ( đơn vị KN-m).

Bảng 8.4 Nội lực dầm CB nhịp 1 (đơn vị KN-m).

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 31

Bảng 8.5 Nội lực dầm CD nhịp giữa ( đơn vị KN-m).

8.5.2 Nội lực cột.

Bảng 8.6 Nội lực cột biên ( đơn vị KN-m).

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 32

Bảng 8.7 Nội lực cột giữa ( đơn vị KN-m).

9 TỔ HỢP NỘI LỰC.

Mục đích của tổ hợp nội lực là nhằm tìm các cặp nội lực nguy hiểm nhất tại mỗi tiết diện của cột hoặc dầm trong khung ngang Trong

đồ án này, tại mỗi tiết diện, tổ hợp nội lực nhằm tìm ra ba cặp nội lực nguy hiểm sau:

• Cặp là cặp nội lực có giá trị moment lớn nhất mang dấu + và lực cắt, lực dọc tương ứng

• Cặp là cặp nội lực có giá trị moment lớn nhất mang dấu - và lực cắt, lực dọc tương ứng

• Cặp là cặp nội lực có giá trị lực cắt lớn nhất và moment, lực dọc tương ứng khi tính toán cho dầm

• Khi tính toán cho cột ta xét cặp là cặp nội lực có giá trị lực nén lớn nhất và moment, lực cắt tương ứng

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 33

Bảng 9.8 Tổ hợp nội lực dầm AB nhịp 1 ( đơn vị KN-m).

Bảng 9.9 Tổ hợp nội lực dầm CB nhịp 1 ( đơn vị KN-m).

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 34

Bảng 9.10 Tổ hợp nội lực dầm CD nhịp giữa ( đơn vị KN-m).

Bảng 9.11 Tổ hợp nội lực cột biên ( đơn vị KN-m).

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 35

Bảng 9.12 Tổ hợp nội lực cột giữa ( đơn vị KN-m).

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 36

10 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC THIẾT KẾ.

Bảng 10.13 Nội lực thiết kế dầm (đơn vị KN-m)

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 37

Bảng 10.14 Nội lực thiết kế cột (đơn vị KN-m).

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 38

11

THIẾT KẾ TOLE LỢP MÁI VÀ XÀ GỒ MÁI.

11.1 Thiết kế tole lợp mái.

11.1.1 Tải trọng tác dụng lên tole lợp mái

Chọn loại tole 9 sóng vuông cao 21mm, khổ rộng 1m, độ dày thép nền sau mạmàu là 0.5mm, cho phép khoảng cách tối đa xà gồ là 1400mm

Ta chọn khoảng cách xà gồ là 1.1m, cắt một dải tole có bề rộng 1m để xác địnhcác tải trọng

- Trọng lượng bản thân sau khi mạ màu:

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 39

11.1.2 Thiết kế tiết diện tole lợp mái.

- Chọn khoảng cách xà gồ a =1.1m Thiết kế tiết diện tole lợp mái với tổ hợp tảitrọng:

Tổ hợp 1 = Tĩnh tải + Tải trọng gió.

- Moment kháng uốn cần thiết của tiết diện tole 9 sóng vuông là:

Với tole 9 sóng đã chọn có Wx = 2.884 cm3 > 0.614 cm3 thỏa mãn điểu kiện bền

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 40

- Kiểm tra điều kiện bền của tole:

- Kiểm tra điều kiện biến dạng của tole:

Thỏa yêu cầu

Tổ hợp 2 = Tĩnh tải + Hoạt tải.

- Kiểm tra lại điểu kiện bền của tole:

 Thỏa yêu cầu

- Kiểm tra lại điều kiện biến dạng của tole:

11.2 Thiết kế xà gồ mái.

11.2.1 Xác định tải trọng tác dụng lên xà gồ.

- Dùng xà gồ bằng thép hình dạng tiết diện C16 Sơ đồ giằng xà gồ

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 41

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 42

- Trọng lượng bản thân xà gồ:

- Tải trọng tole truyền vào xà gồ:

- Tải trọng gió truyền vào xà gồ:

- Hoạt tải mái truyền vào xà gồ:

- Sử dụng giằng xà gồ giằng tại vị trí giữa nhịp xà gồ

11.2.2 Thiết kế tiết diện xà gồ mái.

Thiết kế tiết diện xà gồ mái với 2 tổ hợp sau:

Tổ hợp 1 = Tĩnh tải + Hoạt tải gió

- Moment lớn nhất theo 2 phương:

- Kiểm tra bền theo công thức:

Thỏa yêu cầu

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 43

- Kiểm tra độ võng:

Tron g đó: và là độ võng tương đối theo phương x và y do và gây ra; là độ võng cho

phép của xà gồ lợp mái tôn

- Với trường hợp dùng một thanh giằng xà gồ ở giữa nhịp thì cần kiểm tra độvõng của xà gồ tại điểm giữa nhịp (tại đó ∆x = 0, chỉ có ∆y lớn nhất) và tại điểmcách đầu xà gồ một khoảng z = 0.421×B/2 = 0.21B (tại đây có ∆x lớn nhất):

và

- Độ võng tương đối giữa nhịp theo phương y:

Thỏa yêu cầu.

- Độ võng tương đối tại điểm cách xà gồ một khoảng z =0.21B = 1.89 m:

Thỏa yêu cầu.

Tổ hợp 2 = Tĩnh tải + Hoạt tải sữa chữa

- Kiểm tra bền theo công thức:

Thỏa yêu cầu

- Kiểm tra độ võng:

Tron g đó : vàlà độ võng tương đối theo phương x và y do và gây ra; là độ võng cho

phép của xà gồ lợp mái tôn

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 44

- Với trường hợp dùng một thanh giằng xà gồ ở giữa nhịp thì cần kiểm tra độvõng của xà gồ tại điểm giữa nhịp (tại đó ∆x = 0, chỉ có ∆y lớn nhất) và tại điểm cáchđầu xà gồ một khoảng z = 0.421xB/2 = 0.21B (tại đây có ∆x lớn nhất):

và

- Độ võng tương đối giữa nhịp theo phương y:

Thỏa yêu cầu.

- Độ võng tương đối tại điểm cách xà gồ một khoảng z =0.21B =1.89 m:

Thỏa yêu cầu.

11.3 Thiết kế tole lợp mái và xà gồ.

- Chọn khoảng cách giữa các vít bắt tole là bvít = 500mm (do tole 9 sóng vuông

có bước sóng là 1000/8 = 125mm, ta chọn bvít = 4bsóng = 500mm)

- Dùng bulong cấp độ bền 4.6 (Bảng 10&11 TCVN 5575-2012) với cá thông số

kỹ thuật sau:

11.3.1 Thiết kế tiết diện xà gồ biên

- Trọng lượng bản thân tole sau khi mạ màu: