Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
a. Sơ đồ tính toán

a. Sơ đồ tính toán

Tải bản đầy đủ - 0trang

Đồ án mơn học Kết cấu thép



GVHD:TS Vũ Hồng Hưng



Để xác định nội lực trong các thanh giàn ta phải đưa tải trọng về tác

dụng vào mắt giàn. Gọi các điểm nút là 1; 2; 3; 4; 5 ; 6 ứng với các lực Pi.



1



W2



2



W3



W5



W8

9



0.46 m 1.4 m



W6



6



7



P2



2



P3



3



P4



4



P5



5



7



8



2.35 m



4

5



W7

W9



7.5 m



3



W4



1



1.7 m



W1



P1



1.6 m



0.5 m



Xác định Pi theo nguyên tắc phân phối đòn bẩy, áp lực nước phân bố

giữa hai mắt giàn được chuyển thành lực tập trung Pi đặt tại mắt giàn. Để đơn

giản, biểu đồ áp lực nước được phân thành các hình tam giác và hình chữ nhật.

(ở đây áp lực nước phải nhân với bề rộng B = 3.3 m - khoảng cách giữa hai

giàn ngang )



8



P6



9



6



Hình 4:Sơ đồ tải trọng trên giàn ngang.

Ví dụ xác định P3:

Wi – Diện tích hình số i



Kết quả tính tốn ghi trong bảng 3

Bảng 3

W1



W2



W3



W4



W5



W6



W7



W8



W9



23,76



63,36



42,24



217,14



91,12



237,93



32,34



99,43



3,5



P1



P2



P3



P4



P5



P6



SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1



Trang :12



Đồ án mơn học Kết cấu thép



GVHD:TS Vũ Hồng Hưng

(Đơn vị kN)



7,92



61,6



198,78



299,06



191,41



52,05



Kiểm tra li:



b. Xác định nội lực trong các thanh giàn.

S dụng phần mềm Sap2000 để tính nội lực cho các mt gin ta c bng 5



Ký hiệu

thanh

giàn



Nội lực

(KN)



Trạng thái

chịu lực



12

16,97

23

16,97

34

80,97

45

15,55

56

15,55

17

18,73

87

89,35

Bng 5

89

130,4

96

54,32

27

61,6

37

71,44

38

230,52

SVTH :Vũ Kim Chung

52C-TL1

48

252,72

49

216,97

59

191,41



chÞu kÐo

chÞu kÐo

chÞu kÐo

chÞu kÐo

chÞu kÐo

chÞu nÐn

chÞu nén

chịu kéo

chịu nén

chịu nén

chịu kéo

chịu nén

chịu nén

chịu nén

chịu nén



Chiều

dài

thanh

(cm)

170

160

235

140

46

187,6

176,6

375

160,7

79,3

178,6

154 Trang :13

281

208

154



Đồ án mơn học Kết cấu thép



GVHD:TS Vũ Hồng Hưng



c. Chọn tiết diện thanh giàn.

Ta chọn hai thanh đại diện: 1 thanh có nội lực lớn nhất, 1 thanh có chiều

dài tính tốn lớn nhất .

* Chọn tiết diện cho thanh chịu kéo lớn nhất.

Thanh 89 có nội lực lớn nhất và dài nhất:



N89 = 130,4 KN ; l = 375 cm.



- Diện tích yêu cầu của thanh chịu kéo:

Fyc 



N

13040



 6, 09cm 2 .

 R 1.2140



Tuy nhiên tiết diện các thanh được chọn khơng được nhỏ hơn thép góc số hiệu

L63 x 6 nên ta sẽ chọn thép là 2L63x6

F1  7, 28cm 2 � F  2 F1  2.7, 28  14,56cm 2 .

rx  rx1  1,93cm � x 



lox 375



 194,3

rx 1,93



Chọn   8mm , tra bảng ta có ry = 2,9 cm

x



loy



375

� y 



 129,3

ry

2,9



Kiểm tra tiết diện chọn:



y

Hình 7.13



- Theo điều kiện bền

 



N

13040



 895, 6daN / cm 2 �R  2140daN / cm 2

Fth

14, 56



- Theo điều kiện độ cứng:



� max  max  x ;  y   194,3 �gh  400

Vậy với thanh chịu kéo 89 chọn tiết diện 2L63x6 là đảm bảo khả năng chịu

lực và khả năng chống ăn mòn ( dùng thép có độ dầy ít nhất 6mm). Thanh

76 còn là thanh đứng của dàn chịu trọng lượng nên cần kiểm tra bổ sung.

* Chọn tiết diện cho thanh chịu nén lớn nhất.

Tính cho thanh chịu nén lớn nhất đồng thời có chiều dài tính tốn lớn nhất là

thanh 48, có: N48 = 252,72 KN ; l = 281 cm.

- Giả thiết



gt 100   0,6.



SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1



Trang :14



65



Đồ án môn học Kết cấu thép

Fyc 



- Diện tích u cầu:



GVHD:TS Vũ Hồng Hưng



N

25272



 19, 68cm 2 .

 R 0, 6.2140



- Bán kính quán tính yêu cầu:

rxyc 

ryyc 



lx

0,8.281



 2, 25cm

gt

100

ly

100







281

 2,81cm.

100



- Chọn tiết diện gồm hai thanh thép góc L đều cạnh ghép lại: 2L75x7 có các

đặc trưng hình học:

F1  10,1cm 2 � F  2 F1  2.10,1  20, 2cm 2 .

rx  2, 29cm.



Chọn



  8mm � ry  3, 4cm.



- Kiểm tra tiết diện chọn:

lx 0,8.281



 98,17

rx

2, 29



x 





y 









ly

ry







281

 82, 65

3, 4



max  max  x ;  y   98,17 � min  0, 616



 



N

25272



 2030,99daN / cm 2  R  2140daN / cm 2 .

min .F 0, 616.20, 2



Vậy đối với các thanh chịu nén ta chọn tiết diện 2L75x7.

Ta có bảng lựa chọn tiết diện thanh dàn:



Ký hiệu

thanh



Nội lực

(kN)



12

23

34

45

56

17

87



16,97

16,97

80,97

15,55

15,55

18,73

89,35



Trạng thái



Chiều

dài

(cm)



L0x

(cm)



Loy

(cm)



Số hiệu

thép



chịu kéo

chịu kéo

chịu kéo

chịu kéo

chịu kéo

chịu nén

chịu nén



170

160

235

140

46

187.6

176.6



170

160

235

140

46

150.08

141.28



170

160

235

140

46

187.6

176.6



2L63x6

2L63x6

2L63x6

2L63x6

2L63x6

2L75x7

2L75x7



SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1



Trang :15



Đồ án môn học Kết cấu thép

89

96

27

37

38

48

49

59



130,4

54,32

61,6

71,44

230,52

252,72

216,97

191,41



chịu kéo

chịu nén

chịu nén

chịu kéo

chịu nén

chịu nén

chịu nén

chịu nén



GVHD:TS Vũ Hồng Hưng

375

160.7

79.3

178.6

154

281

208

154



375

128.56

63.44

142.88

123.2

224.8

166.4

123.2



375

160.7

79.3

178.6

154

281

208

154



2L63x6

2L75x7

2L75x7

2L63x6

2L75x7

2L75x7

2L75x7

2L75x7



5. Tính tốn dầm chính

Thiết kế dầm chính chịu tải trọng phân bố đều = = 122.5 (kN/m)

= n = 1.1122.5=134.75 (kN/m)

Sơ đồ tính tốn

qmax

x



Lo = 12 m

c = 0.3m



c = 0.3m

y



Sử dụng phần mềm SAP2000 ta có biểu đồ nội lực tác dụng lên dầm



SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1



Trang :16



Đồ án mơn học Kết cấu thép



GVHD:TS Vũ Hồng Hưng



Lựa chọn kích thước mặt cắt ngang dầm

Wyc = = =11828 (cm3)

Khơng có thép định hình thỏa mãn yêu cầu trên, nên ta thiết kế dầm thép tổ hợp

Xác định kích thước cơ bản của mặt cắt ngang dầm ( chiều cao h )

 Xác định chiều cao dầm chính:

Dựa vào điều kiện kinh tế và điều kiện độ cứng đối với dầm đơn, chịu lực phân bố

đều, có tiết diện đối xứng:

-



Theo điều kiện kinh tế:



Trong đó:



k = 1.5;



hkt =

= 120



→ hkt = = 128.64 (cm)

-



Theo điều kiện độ cứng, chiều cao nhỏ nhất của dầm:



Trong đó: no = 600,



E = 2.1106 daN/cm2



qtc = 122.5 kN/m,



n = 1.1



→ = 153.41 (cm)

Có h = max ( hkt, hmin )

→ Chọn h = 154 cm

→ hb=0.95 154 = 146.3 (cm)

→ Chọn hb = 145 cm (bội số của 50 mm)

-



Chiều dày bản bụng.

(mm)

+ Từ điều kiện chịu cắt:



Chọn  b 8mm.

Xác định kích thước bản cánh (Hình 6)

Chiều dày bản cánh lấy theo kinh nghiệm:

(cm)

Như vậy ở trên chọn là hợp lý

SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1



Trang :17



Đồ án môn học Kết cấu thép



GVHD:TS Vũ Hồng Hưng



 Chiều cao của dầm chính:

Khoảng cách trung tâm giữa hai bản cánh:

Xác định bề rộng của bản cánh:

bc 



2.J c

 c .hc2 ;



Chọn

Kiểm tra: = = 0.08 (cm), thỏa mãn

- Vì dầm chính hàn vào bản mặt nên tiết diện tính tốn phải có bản mặt

cùng tham gia chịu uốn với dầm chính. Bề rộng b của bản mặt cùng tham gia

chịu lực với dầm chính, chọn kích thước như sau:

b = bc + 50. bm = 24 + 50.0,8 = 64 (cm)



Đặc trưng hình học của dầm chính:











Kiểm tra khả năng chịu lực của dầm theo









bm

yc

y



b

bc



=



h

h

b



tiết diện tính tốn (hình 6).

a/ Xác định các đặc trưng hình học



Fbm



Gọi yc là khoảng cách từ trục x (trục quán tính



x



x

o



Hình 6



chính trung tâm của tiết diện tính tốn) đến

trục xo (trục quán tính chính trung tâm của dầm I đối xứng).



SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1



Trang :18



Đồ án môn học Kết cấu thép



GVHD:TS Vũ Hoàng Hưng



2



3

b bm

�h  



J x  J  FI . y 

 Fbm � bm  yc �

12

� 2



I

x



2

c



2



64 �0.83

�153  0,8



� J x  1269145.67  308 �10.96 

 51.2 ��

 10,96 �  1528767(cm4 )

12

� 2



2



- Kiểm tra kích thước dầm chính đã chọn theo điều kiện về ứng suất pháp.

Ta thấy

Vậy tiết diện dầm chính vừa chọn thỏa mãn điều kiện về ứng suất pháp.

b. Thay đổi tiết diện dầm chính.



1450



870



Để tiết kiệm thép và để giảm bớt bề rộng rãnh van nên dùng dầm chính

có chiều cao thay đổi (Hình 7). Trong cửa van vì u cầu giàn ngang khơng

thay đổi nên điểm đổi tiết diện phải bắt đầu từ vị trí giàn ngang ngồi cùng ở

hai bên.



Hình 7



Chiều cao tiết diện dầm chính tại gối dầm lấy bằng:



c. Kiểm tra ứng suất tiếp.

- Kiểm tra ứng suất tiếp tại tiết diện đầu dầm chính theo cơng thức sau:

 max 



Qmax .S xo

 Rc .

J xo . b



Trong đó:

o



+ J x - Mơmen qn tính của tiết diện tính tốn đầu dầm.

o



+ S x - Mơmen tĩnh của tiết diện tính tốn đầu dầm.

- Tính tốn các đặc trưng hình học của tiết diện tính tốn tại gối dầm

SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1



Trang :19



Đồ án môn học Kết cấu thép



GVHD:TS Vũ Hồng Hưng



(hình 8).

Ta có:



640

40



8



X

870



yc

x0



40



8



240



Hình 8



Vậy dầm chính khơng bị phá hoại do ứng suất tiếp.

d. Kiểm tra độ võng.

-



Khi kiểm tra độ võng cần xét tới dầm chính thay đổi tiết diện.



-



Điều kiện kiểm tra độ võng:



Vậy dầm chính thỏa mãn về điều kiện độ võng.

e. Kiểm tra ổn định cục bộ của bản bụng dầm.

Độ mảnh của bản bụng dầm chính nên bản bụng của dầm cần được gia cố

bằng các sườn chống đứng với khoảng cách a  2hb (hình 9). Khoảng cách giữa



SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1



Trang :20



Đồ án mơn học Kết cấu thép



GVHD:TS Vũ Hồng Hưng



các sườn đứng ở phần tiết diện không đổi là 1.5 m, còn ở phần tiết diện thay

đổi ta lấy là 1.65 m



- Kiểm tra ổn định cục bộ của mỗi ô bản bụng dầm chính theo công thức sau:

2



2



 b   b 



     m 0,72.

  th    th 



Trong đó:

+ b: ứng suất pháp tại mép nén của bản bụng dầm.

b 



M ( )

. yb

Jx

.



M: là mơmen lấy tại tâm của hình vng có cạnh là h b lệch về phía mơ

men lớn.

Đối với ơ hình thang số 1; 2 (Hình 9) ta coi như là hình chữ nhật có chiều cao

bằng chiều cao trung bình ở giữa ơ.

Xác định các giá trị ứng suất:

+ b: ứng suất pháp trung bình trong bản bụng dầm.

b 



Q

hb . b với Q là lực cắt tại giữa ô kiểm tra.



SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1



Trang :21



Đồ án mơn học Kết cấu thép



GVHD:TS Vũ Hồng Hưng



+ th - ứng suất pháp tới hạn.



b  

K o  f ();  c. c . c 

hb   b 



3



Cánh nén hàn với bản mặt nên c     30  K o 7,46 , tra bảng 4.7, trang

81, GT kết cấu thép

+ th: ứng suất tiếp tới hạn.

.

d : cạnh ngắn ô chữ nhật.

 : tỷ số giữa cạnh dài và cạnh ngắn.

-Tính tốn ví dụ ơ bản bụng số 4

Ứng suất pháp tại mép nén của bản bụng dầm.

b 



M ( )

. yb

Jx

=



-Ứng suất pháp trung bình trong bản bụng dầm

b 



Q

hb . b =



- Ứng suất pháp tới hạn



-Ứng suất tiếp tới hạn:

Ta có:

Kết quả tính tốn ghi trong bảng 6.

Bảng 6

ơ



d

(cm)



M

(KNm)



4



145



2628.47



3



145



Q

(KN)



101.0

6

303.1

2330.33

9



b



σth



yb(-)

(cm)



(daN/2)



61.54



1058.1



87.12



2270.82



61.54



939.28



261.37



2270.82



σb



SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1



(daN/cm2 (daN/cm2

)

)



́́ μ

1.0

3

1.0

3



(daN/cm2

)



Hệ

số

K



653.08



0.48



653.08



0.58



th



Trang :22



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

a. Sơ đồ tính toán

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×