Tải bản đầy đủ
CHƯƠNG 1 SƠ ĐỒ KẾT CẤU

CHƯƠNG 1 SƠ ĐỒ KẾT CẤU

Tải bản đầy đủ

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------8. Vùng gió IIB
9. Liên kết dàn với đầu cột : Liên kết cứng

1.1 SƠ ĐỒ KHUNG NGANG VÀ KẾT CẤU NHÀ CÔNG NGHIỆP
1.1.1 Sơ đồ kết cấu nhà công nghiệp 1 tầng.

Số bước khung : n= 138/9= 15,3 (bước khung).chọn 16 bước khung
14 bước 9 m 2 bước 6m

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 2

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1.1.2 . Sơ đồ khung ngang.

1.2 KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG.
1.2.1 Chọn cầu trục phù hợp.
Từ số liệu thiết kế: nhịp nhà 27m, sức nâng cầu trục 20/5(tấn) có chế độ làm việc nặng,
theo TCLX-3332-54 chọn cầu trục phù hợp với các thông số sau:
 Loại ray: chuyển động KP70 và đường sắt P43.
 Nhịp cầu trục ( khoảng cách 2 tim ray, phương ngang nhà xưởng ) L ct= 25,5m.
 Chiều cao cầu trục ( từ cao trình đỉnh ray đến điểm cao nhất của cầu trục)







Hct=2,4m.
Bề rộng cầu trục ( phương dọc nhà xưởng): B ct =6,3m.
Khoảng cách 2 trục bánh xe của cầu trục ( phương dọc nhà xưởng): K ct =4,4m.
Khoảng cách từ tim ray cho đến mép ngoài cầu trục: B1=0,26m.
Áp lực tối đa của mỗi bánh xe cầu trục tác động lên ray: P tcmax=24,5Tấn.
Trọng lượng xe con: G=9,3tấn.
Trọng lượng toàn cầu trục: Gct=41 Tấn.

1.2.2 Kích thước phương ngang theo phương đứng nhà xưởng.
• Cột trục A và trục B.
Chiều cao phần cột dưới:
 Cao trình đỉnh ray: Hđỉnh ray= +16804 mm.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 3

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Chiều cao của dầm cầu chạy(Chọn sơ bộ bằng 1/10 bước cột ): hdcc=0,9m.
 Chiều cao sơ bộ của ray có cả đệm: hray = 0,2m.
 Phần cột chôn ngầm dưới mặt nền hoàn thiện: ∆ = 1m.

→ Chiều cao của phần cột dưới: Hcột dưới = Hđỉnhray +∆ - hdcc - hray = 16,8+1-0,9-0,2=16,7m
Chiều cao phần cột trên:
 Chiều cao cầu trục: Hct = 2,4m.
 Khe hở an toàn giữa đỉnh cầu trục và mép dưới kết cấu mái: C=0,1m.
→ Chiều cao thực của phần cột trên: Hcột trên= hdcc+hray+Hcầu trục+C= 0,9+0,2+2,4+0,1=3,6m
Chiều cao toàn bộ cột: Hcột=Hcột trên+Hcột dưới= 3,6+16.7= 20,3m.
• Cột trục C.
Góc nghiêng của mái i =10%→ tan i= 0,1
Chiều cao cột trục C: hcột = Hcột - HK - tani.L2 =20,3-4,3-0,1.13,5=14,65m.
(Chú ý: Do đối với dầm trục BC, ta lựa chọn phương án thiết kế đầu dầm gối lên cột, nên
chiều cao cột trục C sẽ phải trừ chiều cao dầm trục BC)
1.2.3 Kích thước khung ngang theo phương ngang nhà xưởng.
Số liệu sơ bộ:
 Nhịp khung trục có cầu trục L1=27m, Nhịp khung trục không có cầu trục L 2=18m.
 Nhịp cầu trục Lct= 25,5m.
 Khoảng cách từ tim ray cho đến mép ngoài cầu trục: B 1= 0,26m.
 Cao trình vai cột:Hvai cột= Hray - hdcc - hray= 16.8 - 0,9 - 0.2=15,7m.
Khoảng cách từ tim ray tới trục định vị ( ở đây trục định vị trùng với trục cột):

Cột làm bàng thép tổ hợp , tiết điện đặc chữ I không đổi, Chiều cao tiết diện cột được xác
định sơ bộ theo công thức:
→ Chọn chiều cao cột trục A và B hcột =0,9m.
Khe hở an toàn D giữa mép ngoài dầm cầu trục và mặt trong cột giữa được xác định
theo công thức:

λ = B1 + D + 0,5hcột → D= 0,75 - 0,26 - 0,5.0,9 =0,04m.
Vai cột đỡ dầm cầu chạy và ray làm bằng thép I tổ hợp có tiết diện không đổi, có chiều
cao được xác định sơ bộ hvc = 0,4m.
1.2.4 Kích thước cột.
Cột sử dụng thép tổ hợp, tiết diện chữ I và không thay đổi theo chiều cao.
• Kích thước cột trục A và trục B.
 Chiều cao tiết diện cột hc = 0,9m.
 Bề rộng bản cánh: bf=(0,3hc÷0,5hc)=(0,27m÷0,45m). Chọn bf =0,4m.
 Chiều dày bản cánh tf= (1/28÷1/35)bf = (0,014m÷0,011m). Chọn tf=14mm.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 4

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Chiều dày bản bụng: tw=(1/70÷1/100)h = (0,012m÷0,008m). Chọn tw = 12mm.

Theo điều kiện ổn định cục bộ:
Trong đó:
 b0 = 0,5.(bf - tw) = 0,5.(0,4 - 0,012)=0,194.



;

là độ mảnh qua ước của cột( λ là độ mảnh lớn

nhất của cột).
Vậy sơ bộ tiết diện cột trục A và cột trục B:
h = 900mm, bf = 400mm, tf = 14mm, tw = 12mm
• Kích thước cột trục C.
 Chiều cao tiết diện cột: h ≥ H/25= 13,6/25≥ 0,544m. Chọn h =0,55m.
 Bề rộng bản cánh: bf=(0,3hc÷0,5hc)=(0,165m÷0,275m). Chọn bf =0,25m.
 Chiều dày bản cánh tf= (1/28÷1/35)bf = (0,009m÷0,007m). Chọn tf=9mm.
 Chiều dày bản bụng: tw=(1/70÷1/100)h = (0,0078m÷0,0055m). Chọn t w = 8mm.
Vậy sơ bộ tiết diện cột trục C:
h = 550mm, bf = 250mm, tf = 9mm, tw = 8mm
1.2.5 Kích thước giàn mái và cửa mái.
Tổng chiều dài nhịp giàn mái: l gm = L1 - hc =27 - 0,9= 26,1m. ( Chiều dài nhịp mái ở đây ta
tính từ mép cột trục A đến mép cột trục B, do ta liên kết giàn mái với bản cánh cột).



Chiều cao giàn hợp lý theo điều kiện kinh tế:
Tuy nhiên do khó thỏa mãn về điều kiện vận chuyển, nên thường lấy chiều cao





giữa giàn nhỏ hơn:
. vậy chọn hg = 3,5m.
Chiều cao đầu giàn thường lấy ho =2,2m.
K/c giữa các nút giàn ở thanh cánh trên: d1=3m hoặc d1 =1,5m. Chọn d1 =1,5m
K/c giữa các nút giàn ở thanh cánh dưới: d 2 =(3m; 4,5m; 6m). Thanh cánh dưới

thường chịu kéo nên lấy d2 =3m.
Sơ bộ kích thước cửa mái: nhằm mục đích lấy ánh sáng tự nhiên, thông gió, cấu tạo
mái,ta chọn kích thước cửa mái như sau:
 Chiều cao cửa mái(theo phương đứng nhà xưởng): H cửa mái =2m.
 Bề rộng cửa mái( theo phương
ngang nhà xưởng): bcửa mái = 9m.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 5

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1.3 Hệ giằng.

1.3.1 Hệ giằng mái ( theo phương dọc nhà xưởng, liên kết các khung ngang).
 Hệ giằng cánh trên: Hệ thanh giằng trong mặt phẳng cánh trên của giàn mái
chính là các xà gồ mái với khoảng cách xà gồ là 1,5m ( theo phương ngang nhà
xưởng).
- Để tạo thành các miếng cứng trong mặt phẳng cánh trên thì khoảng cách giữa
các gian bố trí hệ giằng không vượt quá 70m. Do nhà công nghiệp có 16 bước
khung ( tương đương với 16 gian nhà), khoảng cách bước khung là 9m. Như vậy
ta bố trí hệ giằng ở các gian số 1, 9,18 và 27( gian số 1, số 27 chính là 2 gian đầu



hồi nhà).
- Gồm các thanh chéo chữ thập.
- Chọn thép hình U-35x45x2,4( 35mmx45mmx2x4mm) làm thanh giằng.
Hệ giằng cánh dưới: Những gian nào bố trí hệ giằng cánh trên thì ta sẽ bố trí hệ



giằng cánh dưới.
- Gồm các thanh chéo chữ thập.
- Chọn thép hình U-35x45x2,4( 35mmx45mmx2x4mm) làm thanh giằng
Hệ giằng đứng: Những gian nào bố trí hệ giằng cánh trên và hệ giằng cánh dưới
thì ta sẽ bố trí hệ giằng đứng.
- Gồm các thanh chéo chữ thập.
- Chọn thép hình U-35x45x2,4( 35mmx45mmx2x4mm) làm thanh giằng.

1.3.2 Hệ giằng cột.
Giằng cột ở cao trình đỉnh cột và ở giữa cột để giảm chiều dài tính toán của cột ngoài
mặt phẳng. Ở vị trị giữa cột thì bố trí dầm tiết diện chữ I.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 6

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

CHƯƠNG 2

TÍNH TOÁN KHUNG NGANG

2.1 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG.
2.1.1 Tải trọng tác dụng lên giàn mái trục AB, dầm mái trục BC.

Các nút giàn thuộc giàn cánh trên

Nhận xét:

1. Tại các nút 1đến nút 6 và nút 14 đến nút 19 chịu tải trọng tập trung do tải

trọng kết cấu mái, trọng lượng bản thân giàn và hoạt tải mái.
2. Tại các nút 8, 9,10, 11, và 12 chỉ chịu tải trọng tập trung do trọng lượng
bản thân giàn.
3. Tại các nút 7 và 13 ngoài phải chịu tải trọng của (1) còn phải chịu thêm tải
trọng do cửa mái truyền xuống.
Theo sơ đồ cấu tạo giàn, khoảng cách các xà gồ mái là d=1,5m nên ta có tải trọng tập
trung tại nút giàn:
2.1.2 Tĩnh tải tác dụng vào giàn mái trục AB, dầm mái trục BC.
 Trọng lượng các lớp mái: gồm tôn lợp mái, xà gồ và hệ giằng.
Lấy gtcmái =18daN/m2 mặt mái( khi đưa về tại trọng tập trung tại nút thì ta cần để
ý đến góc nghiêng của mái), hệ số vượt tải lấy n gm = 1,1.
Tải trọng tính toán: gm = gtcmái.ngm = 1,1.18=19,8 daN/m2.
-

Tại nút 1, 7 và 13,19 :

daN

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 7

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Tại nút 2 đến nút 10 và nút 16 đến nút 24:

-

daN
Tải trọng do mái tôn, xà gồ truyền vào dầm BC:





Ta coi như tải phân bố đều trên dầm:
Trọng lượng do mái tôn+ xà gồ+ giằng cửa mái 18daN/m 2
Lực phân bố đều trên dầm cửa mái:
P3 =1,1.18.9.1,5/2= 133,65 daN/m
P4 =1,1.18.9.1,5= 267,3 daN/m

/m

2.2 Tĩnh tải tác dụng vào cột trục.
2.2.1 Do trọng lượng của dầm cầu chạy.
 Trọng lượng dầm cầu chạy và dầm hãm 120daN/m
Hệ số vượt tải n= 1,1
⟹Lực tập trung tính toán tại mỗi vai cột: Q1 = 1,1.120.9=1188daN
 Trọng lượng hệ sườn tường + tole ốp tường + giằng cột 15daN/m 2
Hệ số vượt tải n= 1,1
Lực phân bố tính toán tác dụng dọc trục A và C: q 2 =1,1.15.9=148,5daN/m
 Trọng lượng hệ sườn tường + tole ốp tường + giằng cột cửa mái 15daN/m 2
Hệ số vượt tải n= 1,1
Lực phân bố tính toán tác dụng dọc trục cột cửa mái: q3=1,1.15.9=148,5daN/m.
2.2.2 Áp lực thẳng đứng của cầu trục lên vai cột.
Số liệu tính toán được xác định như sau:
- Sức nâng của cầu trục Q=20/5T= 200kN
- Hệ số vượt tải của cầu trục: n=1,1
- Hệ số tổ hợp ( xét đến xác suất xảy ra đồng thời tải trọng tối đa của 2 cầu trục
-

hoạt động trên 2 nhịp kề nhau của dầm cầu chạy) n c =0,85.
Áp lực tiêu chuẩn tối đa của mỗi bánh xe cầu trục tác động lên ray:P tcmax

-

=245kN
Tổng trọng lượng cầu trục G =41 tấn = 410kN
Số bánh xe cầu trục tác động lên mỗi thanh ray n 0 =2
Áp lực tiêu chuẩn tối thiểu của mỗi bánh xe cầu trục tác động lên ray được xác

định bởi:
Từ Bct =6,3m và Kct = 5m ta có thể sắp xếp bánh xe cầu trục như sơ đồ dưới:

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 8