Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Ngoài mặt phẳng khung :

Ngoài mặt phẳng khung :

Tải bản đầy đủ - 0trang

Nguyễn Đức Phú - 81202760



2

5

0



1

2



16



350



Mặt cắt tiết diện cột trên

• Kiểm tra tiết diện đã chọn:

-



Các đặc trưng hình học của tiết diện



A = 31.8 ×1.2 + 2 × 25 ×1.6 = 118.16 cm 2

Ix =



1.2 × 31.83

25 ×1.63

+ 2× (

+ 25 × 1.6 ×16.7 2 ) = 25544 cm 4

12

12



Wx = 2



Ix

25544

=2

= 1460 cm3

h

35



Iy = 2×



ix =



1.6 × 253 31.8 × 1.23

+

= 4171 cm 4

12

12



Ix

25544

=

= 14.7 cm

A

118.16

Iy



iy =



A



=



4171

= 5.9

118.16



cm

Độ mảnh và độ mảnh quy ước của cột:

λx =



λy =



l x 790

=

= 53.7

ix 14.7



ly

iy



λx = λx



=



300

= 50.8

5.9



f

2100

= 53.7

= 1.7

E

2.1×106



Kiểm tra ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn :

Độ lệch tâm tương đối m :

-



20



Nguyễn Đức Phú - 81202760

ex ex A 98.8 ×118.16

=

=

= 8.0

ρ x Wx

1460



m=



Af



=



Aw





2 × 25 × 1.6

= 2.1 ≥ 1 ⇒ η = 1.4 − 0.02 λ x = 1.4 − 0.02 × 1.7 = 1.37

31.8 × 1.2



Độ lệch tâm tính đổi :

Tra bảng được

σx =



me = η m = 1.37 × 8.0 = 11.0



ϕe = 0.121



N

295.6

=

= 20.7 kN/cm 2

ϕe A 0.121×118.16

-



Kiểm tra ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng uốn :



λ y = 50.8



Từ

, phụ lục 3 ta có được hệ số uốn dọc ϕy = 0.862

Với cặp nội lực đang xét là tổ hợp của 1+2+4+6+8 , xác định

được moment tương ứng đầu kia của cột là -31.5 kNm .

Moment lớn nhất ở 1/3 đoạn cột trên :

M = M + ( M tu − M ) / 3 = 292.2 + (−31.5 − 292.2) / 3 = 184.3 kNm



Giá trị moment đưa vào tính toán là :

M tt = max(292.2 / 2;184.3) = 184.3 kNm



Độ lệch tâm tương đối :

mx =



e M tt / N 18430 / 295.6

=

=

= 5.0

ρ Wx / A 1460 / 118.16



mx ≤ 5 ⇒



hệ số ảnh hưởng của momen uốn và hình dạng tiết



diện:

c=



β

1

=

= 0.182

1 + α mx 1 + 0.9 × 5



.Tra phụ lục 7 ta được :



α = 0.65 + 0.05mx = 0.65 + 0.05 × 5 = 0.9 ; λc = π E / f = 99.3

λ y ≤ λc ⇒ β = 1

σ=



N

295.6

=

= 15.9 kN / c m 2 < γ c f = 21 kN / c m 2

c × ϕ y × A 0.182 × 0.862 ×118.16

-



Kiểm tra ổn định cục bộ tiết diện :



21



Nguyễn Đức Phú - 81202760



2

5

0



1

2



16



350



Bản cánh :

Bản bụng :



b 

b0 119

E

21000

=

= 7.4 <  o  = (0.36 + 0.1λ )

= (0.36 + 0.1×1.7)

= 16.7

tf

16

f

21

 t f 



λ x = 1.7 < 2; mx = 5 > 1



Ta có

Theo bảng 4.6 về độ mảnh giới hạn của bản bụng cột đặc chịu

nén lệch tâm (sách Bài tập Thiết kế kết cấu thép),ta có:

 hw 

E

21000

2

= (1.3 + 0.15 ×1.7 2 )

= 54.8

  = (1.3 + 0.15λ )

f

21

 tw 

h 

hw 318

=

= 26.5 <  w  = 54.8 ⇒

tw

12

 tw 



ổn định



2. Cột dưới:



726



24

1

2



8



4

0

0



441



1

2



3

6

0



285



16 100



140



22



Nguyễn Đức Phú - 81202760



• Chọn tiết diện :

b = (1/ 20 ÷ 1/ 30)lc = (1/ 20 ữ 1/ 30) ì 7400 = 246 ÷ 370 mm



Bề rộng tiết diện cột :



b = (0.3 ÷ 0.5) h = (0.3 ÷ 0.5) × 750 = 225 ÷ 375 mm



b = 400 mm



Chọn

Cặp nội lực nguy hiểm cho nhánh mái:

M1=897.4 kNm; N1 =699.6 KN

Cặp nội lực nguy hiểm cho nhánh cầu trục:

M2= 553.9 kNm; N2 =647.8 KN





C ≈ h = 750 mm



Giả thiết khoảng cách trọng tâm 2 nhánh :

Khoảng cách trục trọng tâm toàn tiết diện đến trục nhánh cầu

trục và nhánh mái

y12 − (



M1 + M 2

M 2C

+ C ) y1 +

=0

N1 − N 2

N1 − N 2



y1 = 282 mm

y2 = C − y1 = 750 − 282 = 468 mm



Lực nén lớn nhất trong nhánh mái :

N f 1 = N1 ×



y2 M 1

468 897.4

+

= 699.6 ×

+

= 1633 kN

C C

750 0.75



Lực nén lớn nhất trong nhánh cầu trục :

N f 2 = N2 ×



y1 M 2

282 553.9

+

= 647.8 ×

+

= 982 kN

C C

750 0.75



ϕ = 0.8



Giả thiết hệ số ổn định

Diện tích tiết diện yêu cầu cho từng nhánh riêng rẽ

Aycf 1 =

Aycf 2



N f1



=



1633

= 97.2 cm 2

0.8 × 21



ϕ fγ

N

982

= f2 =

= 58.5 cm 2

ϕ f γ 0.8 × 21



Sau khi chọn ta có :



Nhánh mái

Nhánh cầu trục



Lực nén

lớn nhất

kN

1633

982



Diện tích

tính(cm2)



Diện tích

chọn(cm2)



Thép chọn



97.2

58.5



103.2

63.7



PL360x16+2L100x12

I400x140x8x12



23



Nguyễn Đức Phú - 81202760



• Kiểm tra tiết diện cột dưới:

Kiểm tra ổn định cho mỗi nhánh trong và ngoài mặt

phẳng:

Ta coi mỗi nhánh như một cấu kiện tiết diện đặc chịu nén đúng

tâm, ngồi mặt phẳng khung có chiều dài tính tốn từ chân cột

đến mép trên vai cột ; trong mặt phẳng khung có chiều dài tính

tốn bằng khoảng cách giữa 2 điểm liên kết giằng, chọn

-



lmai = lcautruc = 75 cm



Ta có:

Các đặc trưng hình học :

 Nhánh mái:

ΣAi zi 36 ×1.6 × 0.8 + 2 × 22.8 × (2.91 + 1.6)

=

= 2.4 cm

ΣA

103.2

2



1.6 × 363

 40

 

I y1 =

+ 2 ×  209 + 22.8 ×  − 2.91 ÷  = 19957 cm 4

12

 2

 



36 × 1.63

I x1 =

+ 36 ×1.6 × (2.4 − 0.8) 2 + 2 × (209 + 22.8 × (2.91 + 1.6 − 2.4) 2 ) = 780 cm 4

12

I y1

19957

i y1 =

=

= 13.9 cm

Af 1

103.2

z0 =



ix1 =



I x1

780

=

= 2.7 cm

Af 1

103.2



ldy 740

λ y1 = =

= 53.2 ⇒ ϕ y1 = 0.855

i y1 13.9



λx1 =





I y2 =



lx

75

=

= 27.8 ⇒ ϕ x1 = 0.944

ix1 2.7



Nhánh cầu trục:

14 ×1.23

0.8 × 37.63

2

+ 2× 

+ 14 ×1.2 × ( 20 − 0.6 )  = 16193 cm 4

12

 12





37.6 × 0.83

1.2 ×143

I x2 =

+ 2×

= 550 cm 4

12

12

I y2

16193

iy 2 =

=

= 15.9 cm

Af 2

63.7



24



Nguyễn Đức Phú - 81202760



I x2

550

=

= 2.9 cm

Af 2

63.7



ix 2 =



λy 2 =



ly2

iy 2



=



740

= 46.5 ⇒ ϕ y 2 = 0.88

15.9



lx 2 75

=

= 25.9 ⇒ ϕ x 2 = 0.95

ix 2 2.9



λx 2 =





Đối với toàn bộ tiết diện cột dưới:



Fd = Fnh1 + Fnh 2 = 103.2 + 63.7 = 166.9 cm 2



Tính lại khoảng cách giữa trọng tâm 2 nhánh:

c = h-z0= 750-24=726 mm

S d = Fnh1 × C = 103.2 × 72.6 = 7492 cm 3

y2 =



S d 7492

=

= 44.1 cm

Fd 169.9



y1 = C − y2 = 72.6 − 44.1 = 28.5 cm

y2 M 1

441 897.4

+

= 699.6 ×

+

= 1661 kN

C

C

726 0.726

N

1661

=

=

= 18.8 kN / cm 2 < f γ c = 21 kN / cm 2

ϕ y1 A f 1 0.855 ×103.2



N f 1 = N1 ×



σ y1



σ x1 =



N

1661

=

= 17.0 kN / cm 2 < f γ c = 21 kN / cm 2

ϕ x1 Af 1 0.944 ×103.2



y1 M 2

285 553.9

+

= 647.8 ×

+

= 1017 kN

C C

726 0.726

N

1017

=

=

= 18.1 kN / cm 2 < f γ c = 21 kN / cm 2

ϕ y 2 A f 2 0.88 × 63.7



N f 2 = N2 ×



σ y2



σ x2 =







N

1017

=

= 16.8 kN / cm 2 < f γ c = 21 kN / cm 2

ϕ x 2 A f 2 0.95 × 63.7



Kiểm tra ổn định tồn cột theo trục ảo x-x:



Chọn sơ bộ thanh bụng : L70x7 có A=9,42cm2

Bố trí hệ thanh bụng như hình vẽ, khoảng cách giữa các nút

a=75 cm

25



Nguyễn Đức Phú - 81202760

ld = a 2 + c 2 = 7502 + 7262 = 1044 cm



Chiều dài thanh xiên:

Góc nghiêng giữa trục nhánh và trục thanh giằng:

tgα =



c 726

=

= 0.968 ⇒ α ≈ 44 0

a 750



Tiến hành kiểm tra cột như một cột tiết diện rỗng chịu nén lệch

tâm đối với trục ảo x-x

Các thơng số tiết diện cột dưới được trình bày trong bảng sau



Nhánh mái

Nhánh cầu trục



Lực nén

lớn nhất

kN

1673

1005



Diện tích

tính(cm2)



Diện tích

chọn(cm2)



Thép chọn



97.2

58.5



103.2

63.7



PL360x16+2L100x12

I400x140x8x12



Momen quán tính đối với trục ảo x-x:

I x − x = I x1 + Af 1 × y12 + I x 2 + Af 2 × y22 = 780 + 103.2 × 28.52 + 550 + 63.7 × 44.12 = 209038 cm 4



Kiểm tra điều kiện:

Id

=8

It



Ta có

I d 209038

=

= 8.2

It

25544



Sai lệch (8.2-8)/8=2.5% nên chấp nhận được

Bán kính quán tính:

ix − x =



I x− x

209038

=

= 35.1 cm

A

169.9



Độ mảnh:

λx − x =



lx

ix − x



=



1450

= 41.3

35.1



Độ mảnh tính đổi tồn cột theo trục ảo x-x:

α=440→=28.6

26



Nguyễn Đức Phú - 81202760



λtd = λx2− x + α ×



A

169.9

= 41.32 + 28.6 ×

= 44.2 ≤ [ λ ] = 120

Atx

2 × 9.52



Độ mảnh qui ước:

λtd = λtd



f

21

= 44.2 ×

= 1.4

E

21000



Anhánh Anhánh



A=Anm+A



mái



cầu trục

2



nct



cm



cm2



63.7



169.9



cm2

103.

3



C

cm



y1

cm



y2

cm



Ix

cm4



72.

6



28. 44. 2090

5

1

38



ix

cm



λx



35. 41.

1

3



λtd



λtd



44.

1.4

2



Nhánh mái:

M1=897.4 kNm; N1 =699.6 KN

Nhánh cầu trục: M2= 553.9 kNm; N2 =647.8 KN

Ứng với mỗi cặp nội lực M, N ta kiểm tra theo trình tự sau :

e=



-



Độ lệch tâm :



M

N



m=



e eAy

=

ρ Ix



Độ lệch tâm tương đối :

(y là khoảng cách từ

trọng tâm của toàn tiết diện đến trọng tâm của nhánh

chịu nén)



-



λ = λtd



f

E



λ



-



. Từ m và

tra phụ lục 5 sách Ngô vi long

Kiểm tra ổn định tổng thể dưới cột nén lệch tâm :



σ=



N

< f γ c = 21 KN / cm 2

ϕe . A



-



ϕlt



Kết quả tính tốn trong bảng sau:



σ

stt M

N

e

A

Ix

y

(KNm

m λtd λtd ϕ

(kN/cm

2

4

(KN) (cm) (cm ) (cm ) (cm)

2

)

)

1

20903

699.

2.9 44.

0.24

897.4 6

128.3 169.98

28.5 7 2 1.4 3

16.9

e



27



Nguyễn Đức Phú - 81202760



2



15.7

20903

647.

3.0 44. 1.4 0.24

553.9 8

85.5 169.98

44.1 8 2

3

-







Ta thấy các giá trị



σ < f γ c = 21 KN / cm 2



Kiểm tra thanh bụng đã chọn



Thanh bụng L70x7 có rx=2.14 cm

Chiều dài thanh bụng xuyên :

λx =



Độ mảnh :



l = 752 + 72.62 = 105 cm



l 105

=

= 49.1 < [ λ ] = 150 ⇒ ϕ = 0.869

ix 2.14



Lực cắt lớn nhất gây ra trong cột : Q=145.5 kN

Lực nén trong thanh xiên do lực cắt gây ra :

N tx =



σ=



Q

145.5

=

= 103 kN

2sin α 2sin 45



Ntx

103

=

= 12.6 kN/cm 2 < 21 kN/cm 2

ϕ Atx 0.869 × 9.42



 THIẾT KẾ CHI TIẾT CỘT

1. Tính tốn mối nối 2 cột và thiết kế vai cột:



Mối nối 2 phần cột:

Từ bảng tổ hợp nội lực ta có được các cặp nội lực nguy hiểm :

Mmax= 78.2 kNm ; Ntư = -245.7 kN

Lấy trọng lượng cột trên 1.8 kN/m => N = 245.7+3.6x1.8 =

252.2 kN

Mmin= -61.6 kNm ; Ntư = -278.0 kN

Lấy trọng lượng cột trên 1.8 kN/m => N = 278.0+3.6x1.8 =

284.5 kN

Tính nội lực cánh ngồi và cánh trong phải chịu:





N trong =



N tu M max 252.2 78.2

+

=

+

= 349.5 kN

2

ht

2

0.35



N ngoai =



N tu M min 284.5 61.6

+

=

+

= 318 kN

2

ht

2

0.35



28



Nguyễn Đức Phú - 81202760



Chiều dài đường hàn bằng chiều rộng bản cánh cột trên:

l w = 25 − 1.6 × 2 = 21.8 cm



Chiều cao đường hàn bằng chiều dày thép cánh ở cột trên

tf =1.6 cm

Kiểm tra đường hàn đối đầu nối nhánh ngoài :

σw =



N ngoai

lw t f



=



318

= 9.1 kN / cm2 < f w × γ c = 18 kN / cm 2

21.8 ×1.6



Giả sử hai cánh của cột trên đều sử dụng liên kết hàn đối đầu,

bản nối K của cánh trong có cùng tiết diện với cánh trong

σw =



N trong

lw t f



=



349.5

= 10 kN / cm 2 < f w × γ c = 18kN / cm 2

21.8 ×1.6



Dùng thép CCT34 có fw của hàn đối đầu là 18KN/cm2

Các đường hàn liên kết bản cánh với bản bụng, mối nối bụng

cột bố trí theo cấu tạo

• Tính dầm vai

Áp lực Dmax lên vai cột là 415 kN

Giả định: Gdcc=24 kN

Bề rộng sườn gối dầm cầu chạy b = 200 mm

Bề dày bản đậy nhánh cầu trục δ= 20 mm

Bề dày bản bụng dầm vai được xác định theo công thức:

δ bb =



Dmax + Gdcc

415 + 24

=

= 0.6 cm

( b + 2δ ) Rem ( 20 + 2 × 2 ) × 32



Chọn δbb = 2 cm.

Điều kiện bảo đảm độ cứng liên kết hai nhánh cột :

hbb ≥ 0.5hd = 375 mm



Ta quan niệm dầm vai như một dầm đơn giản gối lên hai nhánh

cột dưới, chịu tải Ntrong từ cánh trong cột trên truyền xuống qua

bản K. Suy ra moment trong dầm vai:

M=



349.5 × 35 × 40

= 6524 kNcm

75



29



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Ngoài mặt phẳng khung :

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×