Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
PHẦN I: SƠ BỘ VỀ KẾT CẤU KHUNG THÉP CẦN THIẾT KẾ

PHẦN I: SƠ BỘ VỀ KẾT CẤU KHUNG THÉP CẦN THIẾT KẾ

Tải bản đầy đủ - 0trang

Trờng đại học kiến trúc hà nội

GVHD: Th.S. Nguyễn Thanh Tïng Khoa x©y dùng

Thay đổi tiết diện nhưng thay đổi như thế nào? Tại đâu? Có thể có những tiết diện

khơng đủ khả năng chịu lực thì sao?

* Q trình tư duy - phương pháp thiết kế:

Trước hết ta thấy các vấn đề trên có thể thực hiện đợc bằng những kiến thức đã đợc

trang bị trong trờng. Những định hớng, khống chế cơ bản phải tuân theo sự hướng dẫn

của GVHD.

Tiết diện kết cấu thay đổi thay đổi thì J sẽ không thể cố định tuy nhiên dầm và cột

khung vẫn phải có một độ cứng nào đó. Vậy ban đầu ta sẽ giả thiết trớc về tỉ lệ độ cứng

giữa dầm khung và cột khung.

Giải quyết vấn đề nội lực, chúng ta đã có một phương pháp truyền thống để giải các

bài tốn khơng tuyến tính đó là phương pháp “chia nhỏ đối tợng”, áp dụng vào trờng

hợp này, nội lực trong dầm, cột ứng với các trờng hợp tải trọng sẽ đợc xác định từ

nhiều các mặt cắt tại các vị trí khác nhau và đợc đa vào tổ hợp trong bảng tại các tiết

diện có vị trí tơng ứng. Nội lực có giá trị lớn nhất tại mỗi tiết diện lấy từ bảng tổ hợp

sẽ đợc chọn để đa vào thiết kế.

Sau khi đã có kích thớc cụ thể của các tiết diện, ta sẽ tiến hành thay đổi tiết diện theo

các đoạn có kích thớc biến đổi tuyến tính. Sẽ có nhiều các phơng án thay đổi tiết diện

khác nhau cho ta các hình dạng khác nhau và trọng lợng khung sẽ khác nhau.

Để có các số liệu ban đầu, ta phải giả thiết trớc trọng lượng khung theo kinh nghiệm.

Sau khi có tiết diện khung sơ bộ tức là đã có tĩnh tải gần với thực tế. So sánh với tĩnh

tải giả thiết nếu chênh lệch nhiều thì thiết kế lại đến khi chênh lệch không nhiều.

Tiết diện luôn phải đợc kiểm tra về cường độ, độ võng và đỗ ổn định.

Các khung lại đợc thiết kế nh vậy với các tỉ lệ độ cứng giữa dầm và cột khác nhau.

Mỗi thông số thay đổi cho ta một phương án. Việc thiết kế sẽ xoay vòng chính xác

dần.

Các phương án sẽ đợc so sánh và phơng án tiết diện đợc chọn theo ý kiến chủ quan

sẽ là phương án hội tụ nhiều nhất các tiêu chí như đã đặt ra.

* Một số giới hạn

Thực tế cho thấy thực hiện đợc những điều trên đòi hỏi khối lượng tính tốn tương đối lớn. Để giảm bớt khối lợng tính tốn cho sinh viên, các thầy cô giáo trong bộ

môn đã cho phép giả thiết trước độ cứng của Dầm khung và Cột khung bằng nhau. Nhà

cơng nghiệp chỉ một tầng, một nhịp, có cầu trục.

* Cơng cụ thực hiện:

Các bước tính tốn thiết kế được thực hiện chủ yếu bằng phần mềm EXCEL, mỗi

bước tính sẽ được lập thành một bảng, trong bảng đó sẽ có những cột tương ứng với

các thơng số có thể thay đổi được, điều cơ bản là ta liên tục thay i cỏc thụng s so

[2]

đồ án môn học kết cấu thép số 2

2006 x9



Phan Viết Tuyến-lớp



Sinh viên:



Trờng đại häc kiÕn tróc hµ néi

GVHD: Th.S. Ngun Thanh Tïng Khoa x©y dùng

sánh và chọn đợc phương án khung “tốt nhất” với tiêu chí đặt ra. Tập hợp các bảng sẽ

tạo thành một dây chuyền mà đầu vào là các yêu cầu thiết kế và đầu ra là sản phẩm

khung thép .

Nội lực và tiết diện còn được kiểm tra bằng phần mềm SAP 2000. Các phần mềm

Microsoft Word 2003 và AutoCAD 2007 dùng để trình bày thuyết minh và thể hiện bản

vẽ.

* Lý thuyết áp dụng:

Các kiến thức về tính toán và thiết kế Kết cấu thép; một số kiến thức về Cơ học kết

cấu và Sức bền vật liệu.

PHẦN II: TÍNH TỐN

Số liệu cho trước

L



H1



Q



B



i



Số lượng



(m)



(m)



(T)



(m)



(%)



khung



21



5.2



5



6



10



21



Vùng giódạng địa

hình

I-A



Nhiệm vụ thiết kế

Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp một tầng, một nhịp, với các số liệu sau:

- Xà ngang tiết diện thay đổi (chữ I)

- Số lượng cầu trục:



2



(chiếc)



- Sức nâng của cầu trục:



Q



(T)



- Chế độ làm việc trung bình

- Nhịp khung:



L



(m)



- Chiều dài nhà:



120( m)



- Bước cột:



B



(m)



- Cao trình đỉnh ray:



H1 (m)



- Mái lợp bơng chống nóng bằng bơng thuỷ tinh

- Độ dốc máI (lợp tôn):

- Vật liệu thép CT34s cú:



i



(%)



f = 21 kN/cm2;

fv = 12kN/cm2;

[3]



đồ án môn học kết cấu thép số 2

2006 x9



Phan Viết Tuyến-lớp



Sinh viên:



Trờng đại häc kiÕn tróc hµ néi

GVHD: Th.S. Ngun Thanh Tïng Khoa x©y dùng

fc = 32kN/cm2

- Mơ đun đàn hồi E  2.1�105 MPa

- Hàn tay, dùng que hàn N42

- Tải trọng, hệ số vượt tải lấy theo TCVN 2737:1995

- Bê tông móng cấp độ bền B20 có Rb=1.15 kN/cm2

- Vật liệu bulông liên kết và bulông neo tự chọn

A.Chọn sơ đồ kết cấu:

Sơ đồ kết cấu khung ngang nhà công nghiệp



300



10%



+5.200



q =5 t



21000



a



b

Sơđồ khung ngang nhà



1. Cỏc thụng s v cu trục

a. Cầu trục

- Do sức trục của cần trục là 5T<30T nên chọn khoảng cách từ mép ngoài cột đến

trục định vị là a = 0 và khoảng cách từ trục định vị đến trục ray cầu trục là  = 750mm.

2=21

20.75=19.5 m

- Nhp cu trc: LK =L



[4]

đồ án môn häc kÕt cÊu thÐp sè 2

2006 x9



Phan ViÕt Tun-líp



Sinh viªn:



Trêng đại học kiến trúc hà nội

GVHD: Th.S. Nguyễn Thanh Tùng Khoa x©y dùng

- Dựa vào sức trục Q = 5T và nhịp cầu trục LK = 19.5(m) ta có bảng thông số cầu

trục lấy theo phụ lục II.13 – trang 87 (Thiết kế khung thép nhà công nghiệp một tầng,

một nhịp – Trường Đại học Kiến trúc Hà nội):

Sức

trục

Q(T)



chính



cầu



19.5



Trọng lượng



Áp lực bánh xe



(T)



lên ray (kN)



(mm)



trục

Lk(m)



5



Kích thước gabarit



Nhịp



Hk



Zmin



Bk



K Cầu trục(G)



810 160 3880 2900



5.76



Xe

con(Gxc)

0.45



Pmaxc



Pminc



39.7



14.1



x



200



x



750



y



50

y



P max



200



K=2900



Pmax



B=3880



DÇmcÇu t r ơc, Ray, Gabar it cÇu t r ôc



b. Dầm cầu trục

- Dầm cầu trục:

+Từ bước cột và các thông số của cầu trục ta chọn dầm tiết diện chữ I; định hình

�1 1 � �1 1 �

B � � �

�6000  750�600 mm

cao � � �

�8 10� �8 10�

+ Sơ bộ chọn Hdct = 700mm.

- Chọn sơ bộ khối lượng dầm cầu trục là: 1kN/m.

c. Ray v lp lút ray

[5]

đồ án môn học kết cấu thép số 2

2006 x9



Phan Viết Tuyến-lớp



Sinh viên:



Trờng đại học kiến trúc hà nội

GVHD: Th.S. Nguyễn Thanh Tùng Khoa xây dựng

- Lấy chiều cao ray và lớp đệm, bụng C gia cường lấy sơ bộ khoảng: Hr  200 mm

2. Các kích thước chính của khung ngang

a. Theo phương đứng

- Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang:

H2  HK  bK  0.81 0.3=1.11 m

Với: HK = 0.81 m – chiều cao gabarit của cầu trục.

bK = 0.3 m – khe hở an toàn giữa cầu trục và xà ngang.

� Chọn H2 = 1.2 (m)



- Chiều cao cột khung tính từ mặt móng đến đáy xà ngang:

H  H1  H2  H3  5.2 1.2  0  6.4 m

Trong đó: H1 - cao trình đỉnh ray, H1 = 5.2 m;

H3 - phần cột chôn dưới nền,coi mặt móng ở cốt ± 0.000( H3 = 0)

- Chiều cao của phần cột trên, tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang:

Ht  H2  Hdct  Hr  1.2 0.7 0.2 2.1 m

- Chiều cao của phần cột dưới, tính từ mặt móng đến mặt trên của vai cột:

Hd  H�Ht  6.4�2.1 4.3 m �

































b. Theo phương ngang:

- Nhịp cầu trục: LK = 19.5 (m)

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

�1 1 � �1 1 �

h � � �

H

� �6.4  0.427�0.32  m

15 20� �

15 20�







Chọn h = 40(cm)

- Kiểm tra khe hở giữa cầu trục và cột khung:

z  l  a�h 0.75 0�0.4 0.35m zmin 0.16 m



[6]

đồ án môn học kết cấu thép số 2

2006 x9



Phan Viết Tuyến-lớp



Sinh viên:



Trờng đại học kiến trúc hà nội

GVHD: Th.S. Nguyễn Thanh Tùng Khoa xây dùng

+7.450



1050



10%



+5.200



2100



300



+6.400



4300



6400



q =5 t



±0.000

19500



750



750



21000



a



b

C¸c kÝch th í c chÝnh cđa khung ngang



c. Sơ đồ tính khung ngang

- Do sức nâng cầu trục khơng lớn nên chọn phương án cột có tiết diện khơng đổi với

độ cứng là I1.Vì nhịp khung là 21m nên chọn phương án xà ngang có tiết diện thay đổi

hình nêm, dự kiến vị trí thay đổi tiết diện cách đầu xà 3.5 m. Với đoạn xà dài 3.5m , độ

cứng của cột là I1 và xà dưới là I2 và xà trên là I3. Do nhà có cầu trục nên chọn kiểu

liên kết giữa cột khung với móng là ngàm tại mặt móng( cốt 0.000). Liên kết giữa cột

với xà ngang và liên kết tại đỉnh xà ngang là cứng. Trục cột khung trùng với trục định

vị để đơn giản hố tính tốn và thiên về an ton.Ta cú s tớnh khung ngang nh hỡnh

3.



[7]

đồ án m«n häc kÕt cÊu thÐp sè 2

2006 x9



Phan ViÕt Tun-líp



Sinh viên:



Trờng đại học kiến trúc hà nội

GVHD: Th.S. Nguyễn Thanh Tùng Khoa xây dựng

+7.450



+4.300



1050



I2 I3



I2

I1



đoạn xà 2



vịtríthay đổi

tiết diện xà



đ

oạn xà 1



2100



+6.400



I3



4300



I1



+0.000



I1

3500



7000



7000



3500



21000



sơđồ t ính khung ngang



5



6

4



3



1



2



đánh số phần t ử t hanh



3. Thiết kế xà gồ mái

Xà gồ mái chịu tác dụng của tải trọng tấm mái và trọng lượng bản thân của xà gồ.

Lớp mái và xà gồ được chọn trước. Sau đó được kiểm tra lại theo điều kiện bền và điều

kiện biến dạng của xà gồ.

* Tấm lp mỏi: Chn nh sau:



[8]

đồ án môn học kết cấu thép số 2

2006 x9



Phan Viết Tuyến-lớp



Sinh viên:



Trờng đại học kiến trúc hà nội

GVHD: Th.S. Nguyễn Thanh Tùng Khoa xây dựng

B1 =s



x



x

a

15

20



t



hr



10



30





nh dạ ng t ấml ợ p mái



- Cỏc thụng số kỹ thuật:

Số hiệu



Chiều dày



Trọng lượng 1 tấm



(mm)



(kN/m2)



C10 - 1000 - 0.6



0.6



Diện tích 1tấm (m2)



0.056



6



* Xà gồ: Ta chọn xà gồ hình chữ “ C “ là loại xà gồ được chế tạo từ thép hình dập

nguội

- Hình dạng và các thông số của xà gồ chữ “ C “:Các thụng s k thut:

Tit din

8CS4 10

5



Ix



Wx



Iy



Wy



Trng lng Chiu dy



(cm4)



(cm3)



(cm4)



(cm3)



(kN/m)



(mm)



774.19



77.419



156.50



12.09



0.0893



2.7



Din

tớch

(cm2)

11.48



[9]

đồ án m«n häc kÕt cÊu thÐp sè 2

2006 x9



Phan ViÕt Tun-líp



Sinh viên:



Trờng đại học kiến trúc hà nội

GVHD: Th.S. Nguyễn Thanh Tùng Khoa xây dựng

102



21.2



200



2.7



Xà gồ chữc(8cs4x105)



6000



giằng xà gồ



xà gồ



xà ngang

21000



Mặt bằng bố tr íxà gồ



[10]

đồ án môn học kết cấu thép số 2

2006 x9



Phan Viết Tuyến-lớp



Sinh viên:



Trờng đại học kiến trúc hà nội

GVHD: Th.S. Nguyễn Thanh Tùng Khoa xây dựng

16 xµ g å c (8c s 4x105)



c é t t hÐp

c1



c1



c1



c1



dc t



dc t



dc t



dc t



10500



dc t



15001500150015001500150015001500150015001500150015001500



c1



B



k2



21000



k2



k2



k2



c Çu t r ơ c 5T



10500



c Çu t r ơ c 5T



k2



dc t



a



c1



dc t

c1



6000



dc t

c1



6000



dc t



dc t



c1

6000



c1

6000



6000



6000



6000



120000



1



2



3



4



5



6



7



20



21



mặt bằng kết cấu nhà xƯ ởng



a. Ti trọng tác dụng lên xà gồ

- Tải trọng tác dụng lên xà gồ gồm: tải trọng tôn lợp mái, tải trọng bản thân xà gồ và

tải trọng do hoạt tải sửa chữa mái.

- Chọn khoảng cách giữa các xà gồ trên mặt bằng là a = 1.5 m.

� Khoảng cách giữa các xà gồ trên mặt phẳng mái là:



1.5

 1.51 m

cos5.71�



(Độ dốc i = 10   = 5.710)

*Tĩnh tải

Hệ số vượt



Tải trọng tiêu



tải



chuẩn



1 lớp tôn lợp mái



1.1



0.056(kN/m2)



0.062(kN/m2)



Xà gồ mái 8CS4 �105



1.05



0.0893(kN/m)



0.094(kN/m)



Vật liệu mái



Tải trọng tính tốn



* Hoạt tải: Hoạt tải sử dụng lấy ptc = 0.3 kN/m2 với hệ số vượt tải n = 1.3

� ptt  0.3�1.3  0.39 kN/m2

[11]

đồ án môn học kết cấu thép số 2

2006 x9



Phan Viết Tuyến-lớp



Sinh viên:



Trờng đại học kiến trúc hà nội

GVHD: Th.S. Nguyễn Thanh Tùng Khoa xây dựng

*Ti trng tác dụng lên xà gồ C 8CS4�105

qtc   0.056 0.3 �1.51 0.0893 0.627 kN/m

qtt   0.062 0.39 �1.51 0.094  0.776 kN/m

b. Kiểm tra lại xà gồ đã chọn

Xà gồ dưới tác dụng của tải trọng lớp mái và hoạt tải sửa chữa được tính tốn như

cấu kiện chịu uốn xiên.

Ta phân tải trọng tác dụng lên xà gồ C tác dụng theo 2 phương với trục x-x to vi

phng ngang mt gúc = 5.71o

y



y



x

x



x



x



qy







y



q



qx

y



Mặt cắt xà gå



Tải trọng tác dụng theo các phương x-x và y-y là:

qxtc  qtc �cos  0.627�cos5.710  0.624 kN/m

qytc  qtc �sin  0.627�sin5.710  0.0624 kN/m

qxtt  qtt �cos  0.776�cos5.710  0.772 kN/m

qytt  qtt �sin  0.776�sin5.710  0.0772 kN/m

- Theo điều kiện bền:

  x  y 



Mx My



�f c

Wx Wy



Với: c = 1 hệ số iu kin lm vic.

[12]

đồ án môn học kết cấu thép sè 2

2006 x9



Phan ViÕt Tun-líp



Sinh viªn:



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

PHẦN I: SƠ BỘ VỀ KẾT CẤU KHUNG THÉP CẦN THIẾT KẾ

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×