Tải bản đầy đủ
4 THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT LIÊN KẾT.

4 THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT LIÊN KẾT.

Tải bản đầy đủ

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ fhb =0,7fub =0,7.110=77 kN/cm2 là cường độ chịu kéo tính toán của bu long cường

độ cao trong liên kết truyền lực bằng ma sát ( thép 40Cr làm bu lông có f ub =




11000daN/cm2).
Abn là tiết diện bu lông.
γb1 = 1 hệ số điều kiện làm việc của bu lông.
μ =0,25 là hệ số ma sát của liên kết bu lông cường độ cao ( chọn trường hợp

không gia công bề mặt cấu kiện ).
 γb2 = 1,7 là hệ số tin cậy của liên kết bu lông cường độ cao.
 nf =2 là số lượng mặt ma sát của liên kết bu lông.
Chọn số bulong nhóm 1: n= 3. lực cắt tác dụng lên 1 bulog: N c =N/3 = 191,3/3 = 63kN.
Khả năng chịu cắt của 1 bulong:

Vậy chọn bu long có đường kính d =22mm.( A = 3,03cm 2).
Thiết kế nhóm bulong 2.
Nội lực đỉnh cột A
M( KN.m)

N(KN)

Q(KN)

-187.1

27.7

-52.3

M( KN.m)

N(KN)

Q(KN)

387.8

-129.5

105.4

Nội lực đỉnh cột B

Để cho đơn giản cũng như thuận tiện cho việc thi công, ta thiết kế liên kết thanh giàn
cánh trên với cột trục A và cột trục B giống nhau.
Chọn cặp nội lực để thiết kế: M = 387,9kN.m; N =--129,5kN; Q = -105,4kN.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 79

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

Bố trí 6 bulong nhu hình vẽ.
Chọn bu lông cường độ cao có cấp độ bền 8.8.
Theo điều kiện khả năng chịu kéo của bu lông cường độ cao.
Lực gây kéo do M và lực N tác dụng lên bu lông ở xa tâm quay nhất:

Điều kiện:
(1)
Theo điều kiện khả năng chịu cắt của bu long cường độ cao.
Lực cắt tác dụng lên một bu lông cường độ cao làm bằng thép hợp kim 40Cr

Điều kiện:
Từ (1) và (2) ta chọn đường kính bulong d = 42mm.

(2)

Thiết kế liên kết hàn giữa bản thép và bản mặt bích.
- Kích thước bản mặt bích: t =12mm; b = 125mm; h =400mm
- Bề dày bản thép t =12mm.
Tính toán chiều cao đường hàn ta được chiều cao đường hàn h =10mm.
4.4.1.2
Liên kết thanh giàn cánh dưới với cột trục A và cột trục B.
Hình thứ liên kết: tương tự như liên kết thanh giàn cánh trên với bản cánh cột

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 80

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Nhóm bu lông số 1 liên kết thanh giàn 128 với cánh cột trục A, thanh giàn 61 với
-

cánh cột trục B.
Nội lực thanh giàn 128: Nk = 107,8kN; Nn = 213,1kN.
Nội lực thanh giàn 145: Nk = 52,3kN; Nn = 217kN.

a
Thiết kế nhóm bulong 1.
Lực gây cắt cho bulong nhom 1 N =217kN.
Chọn bu lông cường độ cao có cấp độ bền 8.8

Khả năng chống trượt của một bu lông cường độ cao :
Trong đó:
 fhb =0,7fub =0,7.110=77 kN/cm2 là cường độ chịu kéo tính toán của bu long cường
độ cao trong liên kết truyền lực bằng ma sát ( thép 40Cr làm bu lông có f ub =




11000daN/cm2).
Abn là tiết diện bu lông.
γb1 = 1 hệ số điều kiện làm việc của bu lông.
μ =0,25 là hệ số ma sát của liên kết bu lông cường độ cao ( chọn trường hợp

không gia công bề mặt cấu kiện ).
 γb2 = 1,7 là hệ số tin cậy của liên kết bu lông cường độ cao.
 nf =2 là số lượng mặt ma sát của liên kết bu lông.
Chọn số bulong nhóm 1: n= 3. lực cắt tác dụng lên 1 bulog: N c =N/3 = 217/3 = 68,6kN.
Khả năng chịu cắt của 1 bulong:

Vậy chọn bu long có đường kính d =22mm.( A thbl = 3,03m2).
b

Thiết kế nhóm bulong 2: Tương tự nhu trên
- Số bulong n =8
- đường kính bulong d =42mm.
- Bố trí 4 hàng 2 cột

Thiết kế liên kết hàn giữa bản thép và bản mặt bích: tương tự như trên
Chiều cao đường hàn h =10mm.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 81

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

4.4.2 Thiết kế các chi tiết mắt giàn.



Nhịp giàn dài L = 27m. Để thuận tiện cho việc vận chuyển ra ngoài công trường
lắp ghép thì ta chia ra làm 4đoạn , sau đó phần này được lắp ghép tại công



trường.
Những mắt giàn thi công trong nhà máy thì dùng liên kết hàn, mắt giàn thi công



ngoài công trường thì dung liên kết bulong.
Có 11 nút giàn điển hình, những nút giàn có cấu tạo giống nhau thì thiết kế giống



nhau để cho đơn giản.
Chọn vị trí nút giàn mà có nội lực các thanh giàn lớn nhất, những nút có cấu tạo
tương tự thì bố trí giống nhau.

a

Thiết kế nút số 1.

N1
N4

-

N3 giàn cánhN5
Lực dọc lớn nhất thanh
trên: N =409,5kN
Lực dọc lớn nhất thanh giàn xiên: N = 217kN.
Dùng que hàn N42, hàn góc, phương pháp hàn bằng tay và kiểm tra bằng

mắt thường, thép giàn CT38. Cường độ tính toán của của liên kết hàn f =
1800daN/cm2
- Chọn chiều cao đường hàn: h= 10mm.
Tính đường hàn liên kết thanh giàn cánh trên với bản mắt.
Tổng chiều dài đường hàn cần thiết:
Bố trí đường hàn sống và đường hàn mép:


. Chọn lhs =23cm.



. Chọn lhm =10cm.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 82

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

Tính đường hàn liên kết thanh giàn xiên với bản mắt.Tổng chiều dài đường hàn

cần thiết:
Bố trí đường hàn sống và đường hàn mép:
. Chọn lhs =13cm.



. Chọn lhm =6cm.



a

Thiết kế nút số 2.
- Lực dọc lớn nhất thanh giàn cánh trên: N = 409,5kN
- Lực dọc lớn nhất thanh đứng.: N = 157,3kN.
- Dùng que hàn N42, hàn góc, phương pháp hàn bằng tay và kiểm tra bằng

mắt thường, thép giàn CT38. Cường độ
tính toán của của liên kết hàn f = 1800daN/cm2
- Chọn chiều cao đường hàn: h= 10mm.
Tính đường hàn liên kết thanh giàn cánh trên với bản mắt.
Tổng chiều dài đường hàn cần thiết:
Bố trí đường hàn sống và đường hàn mép:
. Chọn lhs =23cm.
. Chọn lhm =10cm.
Tính đường hàn liên kết thanh đưng với bản mắt.
Tổng chiều dài đường hàn cần thiết:
Bố trí đường hàn sống và đường hàn mép:

b



. Chọn lhs =9cm.



. Chọn lhm =3cm.

Thiết kế nút số7.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 83

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

-

Lực dọc lớn nhất thanh giàn cánh dưới: N =345,1kN
Lực dọc lớn nhất thanh đứng.: N = 159,3kN.
Lực dọc lớn nhất thanh xiên: N = 217kN
Dùng que hàn N42, hàn góc, phương pháp hàn bằng tay và kiểm tra bằng
mắt thường, thép giàn CT38. Cường độ tính toán của của liên kết hàn f =

1800daN/cm2
- Chọn chiều cao đường hàn: h= 10mm.
Tính đường hàn liên kết thanh giàn cánh dưới với bản mắt.
Tổng chiều dài đường hàn cần thiết:
Bố trí đường hàn sống và đường hàn mép:
. Chọn lhs =20cm.




. Chọn lhm =9cm.
Tính đường hàn liên kết thanh giàn xiên với bản mắt.

Tổng chiều dài đường hàn cần thiết:
Bố trí đường hàn sống và đường hàn mép:
. Chọn lhs =13cm.




. Chọn lhm =4cm.
Tính đường hàn liên kết thanh giàn đứng với bản mắt.

Tổng chiều dài đường hàn cần thiết:
Bố trí đường hàn sống và đường hàn mép:


. Chọn lhs =9cm.



. Chọn lhm =4cm.

c
-

Thiết kế nút số 8
Lực dọc lớn nhất thanh cánh trên 67: N = 132,9kN.
Lực dọc lớn nhất thanh cánh trên 68: N = 131,2kN.
N48

N9

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
N1

Trang 84

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Lực dọc lớn nhất thanh đứng 162: N = 57,7kN.
- Lực dọc lớn nhất thanh xiên 136: N = 17,8kN.
- Lực dọc lớn nhất thanh xiên 137: N = 20,6kN.
- Dùng que hàn N42, hàn góc, phương pháp hàn bằng tay và kiểm tra bằng mắt

thường, thép giàn CT38. Cường độ tính toán của của liên kết hàn f =
-

1800daN/cm2
Chọn chiều cao đường hàn: h= 10mm.
Tính đường hàn liên kết thanh giàn N67&N68 với bản mắt.

Tổng chiều dài đường hàn cần thiết:
Bố trí đường hàn sống và đường hàn mép:



. Chọn lhs =8cm.
. Chọn lhm =4cm.
Tính đường hàn liên kết thanh giàn N162 với bản mắt.

Tổng chiều dài đường hàn cần thiết:
Bố trí đường hàn sống và đường hàn mép:



. Chọn lhs =4cm.
. Chọn lhm =4cm.
Tính đường hàn liên kết thanh giàn N136,N137với bản mắt.

Tổng chiều dài đường hàn cần thiết:
Bố trí đường hàn sống và đường hàn mép:


a)
-

. Chọn lhs =4cm.
. Chọn lhm =4cm.
Thiết kế nút số 9.
Lực dọc lớn nhất thanh 57: N = 288,8kN.
Lực dọc lớn nhất thanh 58: N = 288,8kN.
Lực dọc lớn nhất thanh 162: N = 57,7kN.
Dùng que hàn N42, hàn góc, phương pháp hàn bằng tay và kiểm tra bằng mắt
thường, thép giàn CT38. Cường độ tính toán của của liên kết hàn f =

-

1800daN/cm2
Chọn chiều cao đường hàn: h= 10mm.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 85

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

Tính đường hàn liên kết thanh giàn N57, N58 với bản mắt.

Tổng chiều dài đường hàn cần thiết:
Bố trí đường hàn sống và đường hàn mép:
. Chọn lhs =17cm.




. Chọn lhm =7cm.
Tính đường hàn liên kết thanh giàn N162 với bản mắt.

Tổng chiều dài đường hàn cần thiết:
Bố trí đường hàn sống và đường hàn mép:



d









. Chọn lhs =4cm.
. Chọn lhm =4cm.
Thiết kế nút giàn số 3.
Vị trí nút giàn số 3 là nút liên nối giữa các đoạn giàn được liên kết bulong tại
công trường.
Các cặp thanh giàn được liên kết bulong tại công trường gồm:
- Thanh cánh trên: 151-152; 155,-156
- Thanh đứng:92; ; 104,
Lực dọc lớn nhất của các thanh giàn trên: N151 = 409,5kN; N152 = 319kN;
N155 = 319,4kN; N156 =403kN
⟹ Chọn Ntk1 409,5kN
Lực dọc lớn nhất của các thanh giàn đứng: N 92 =98,7 kN; N92 = 129,3kN
⟹ Chọn Ntk92 = 129,3kN
Chọn bulong cường độ cao có cấp độ bền 8.8, Số bulong thanh cánh trên liên kết
vơi bản mắt n =3, thanh đứng liên kết với bản mắt n =2.

Khả năng chống trượt của một bu lông cường độ cao :
Trong đó:
 fhb =0,7fub =0,7.110=77 kN/cm2 là cường độ chịu kéo tính toán của bu long cường
độ cao trong liên kết truyền lực bằng ma sát ( thép 40Cr làm bu lông có f ub =



11000daN/cm2).
Abn là tiết diện bu lông.
γb1 = 1 hệ số điều kiện làm việc của bu lông.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 86

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ μ =0,25 là hệ số ma sát của liên kết bu lông cường độ cao ( chọn trường hợp



không gia công bề mặt cấu kiện ).
γb2 = 1,7 là hệ số tin cậy của liên kết bu lông cường độ cao.
nf =2 là số lượng mặt ma sát của liên kết bu lông.


Lực cắt tác dụng lên 1 bulong ( bulong nhóm 1): N =N tk1/2 = 409/6 =68kN.
Lực cắt tác dụng lên 1 bulong ( bulong nhóm 2): N =N tk2/2 = 129,3/2 =63,6kN.
Khả năng chịu cắt của bulong:

-

Bulong nhóm 1:
.
2
Chọn đường kính bulong d =22cm ( Abn =3,03cm )

-

Bulong nhóm 2:
Chọn đường kính bulong d =22cm ( Abn =3,03cm2)

e

Thiết kế nút số 4.
 Các cặp thanh giàn được liên kết bulong tại công trường gồm:
- Thanh cánh dưới: 79-127
- Thanh đứng:92
- Thanh xiên: 113-114
 Lực dọc lớn nhất của các thanh giàn dưới chọn N tk1 =336,9kN
 Lực dọc lớn nhất của các thanh giàn đứng chọn N tk2 =129,3kN
 Lực dọc lớn nhất của các thanh xiên chọn N tk3 =105,6
Chọn bulong cường độ cao có cấp độ bền 8.8, Số bulong thanh cánh trên liên kết vơi bản
mắt n =3, thanh đứng liên kết với bản mắt n =2.( như hình vẽ).

Khả năng chống trượt của một bu lông cường độ cao :
Trong đó:
 fhb =0,7fub =0,7.110=77 kN/cm2 là cường độ chịu kéo tính toán của bu long cường
độ cao trong liên kết truyền lực bằng ma sát ( thép 40Cr làm bu lông có f ub =




11000daN/cm2).
Abn là tiết diện bu lông.
γb1 = 1 hệ số điều kiện làm việc của bu lông.
μ =0,25 là hệ số ma sát của liên kết bu lông cường độ cao ( chọn trường hợp
không gia công bề mặt cấu kiện ).
γb2 = 1,7 là hệ số tin cậy của liên kết bu lông cường độ cao.


--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 87

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: THẦY HOÀNG BẮC AN
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ nf =2 là số lượng mặt ma sát của liên kết bu lông.


Lực cắt tác dụng lên 1 bulong ( bulong nhóm 1): N =N tk1/5 = 336,9/5 =67,2kN.
Lực cắt tác dụng lên 1 bulong ( bulong nhóm 2): N =N tk2/2 = 129,3/2 =64,65kN.
Lực cắt tác dụng lên 1 bulong ( bulong nhóm 3): N =N tk2/2 = 105,6/2 =52,8kN.
Khả năng chịu cắt của bulong:

-

Bulong nhóm 1:
.
2
Chọn đường kính bulong d =22cm ( Abn =3,03cm )

-

Bulong nhóm 2:
Chọn đường kính bulong d =22cm ( Abn =3,03cm2)

-

Bulong nhóm 3:
Chọn đường kính bulong d =22cm ( Abn =3,03cm2)

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 88

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

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hướng dẫn đồ án thiết kế kết cấu thép 2, THIẾT KẾ KHUNG THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP
MỘT TẦNG- 3 NHỊP, Trường ĐH Kiến Trúc TP.HCM. Th.s Bùi Giang Nam( chủ trì) - Ts.
Nguyễn Văn Hiếu - Th.s. Lê Văn Thông - Th.s. Phạm Sóng Hồng.
2. Kết cấu thép , Nhà xuất bản xây dựng, T.g. Nguyễn Tiến Thu.
3. Bài tập kết cấu thép, NXB ĐH Quốc Gia TP.HCM, T.g. Trần Thị Thôn.
4. Phạm Văn Hội , Nguyễn Quang Viện, Phạm Văn Tư, Đoàn Ngọc Thanh , Hoàng Văn
Quang. Kết cấu thép công trình dân dụng và công nghiệp. NXB khoa học kĩ thuật thuật
Hà Nội 1996.
5. TCVN 2737 - 2012. Tải trọng và tác động. Tiêu chuẩn thiết kế.
6. TCVN 5575 - 2012. Kết cấu thép. Tiêu chuẩn thiết kế.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SVHT: LÝ VĂN VINH- ĐH KIẾN TRÚC TPHCM
LỚP XD13/A2
Trang 89