ĐỒ ÁN KẾT CẤU 2 THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
. SỐ LIỆU VÀ NHI ỆM VỤ THIẾT KẾ
ĐỒ ÁN KẾT CẤU 2
THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP
1. Số liệu thiết kế
Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp một tầng, một nhịp có cầu trục. Các s ố liệu thiết
kế:
- Nhịp khung: L = 24 m.
- Bước khung: B = 7.5 m; toàn bộ nhà dài 15B = 112.5 m.
- Sức trục: Q = 8 tấn; Số cầu trục làm việc trong xưởng là 2 chiếc, chế độ làm việc trung bình.
- Cao trình đỉnh ray: H1 = 9 m.
- Vùng gió: IIIB
- Dạng địa hình xây d ựng công trình: B
- Chiều cao dầm cầu trục: hdct = 0.75 m; Chiều cao ray: hr = 0,15 m.
- Nhịp cửa trời: Lct = 4 m
- Chiều cao cửa trời: Hct = 2 m
- Mái l ợp tôn múi dày 0,51mm
- Vật liệu: Thép CCT34, hàn tự động, que hàn N42 (d = 3¸5mm) hoặc tương đương.
- Bê tông móng cấp độ bền B15.
- Kết cấu bao che: Tường xây g ạch cao 1,5 m ở phía dưới, thưng tôn ở phía trên.
2. Nhiệm vụ thiết kế
2.1 Thuyết minh tính toán
- Thành lập sơ đồ kết cấu: Xác định kích thước khung ngang, lập mặt bằng lưới cột, bố trí hệ giằng mái, h ệ giằng cột.
- Xác định tải trọng tác d ụng lên khung ngang: t ải trọng mái, t ải trọng cầu trục, tải trọng gió.
- Thiết kế xà gồ (2 phương án: ti ết diện cán nóng và ti ết diện dập nguội).
- Tính nội lực khung ngang. Vẽ biểu đồ nội lực M, N, V cho từng trường hợp tải trọng. Lập bảng thống kê n ội lực, bảng tổ hợp nội lực cho các ti ết diện đặc trưng của cột và xà mái.
- Thiết kế khung ngang gồm cột và xà. Tính các chi ti ết: Chân c ột, vai cột, liên k ết xà với cột, mối nối xà.
- Thiết kế dầm cầu trục, cột sườn tường.
2.2. Bản vẽ thể hiện
1 bản vẽ khổ A1 gồm:
- Sơ đồ khung ngang.
- Hệ giằng mái, gi ằng cột.
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 1 |
Đồ án kết cấu thép 2
- Cột khung, các m ặt cắt và chi tiết của thân c ột.
- Xà, các m ặt cắt và chi tiết của xà.
- Bảng thống kê v ật liệu, ghi chú và ch ỉ dẫn cần thiết.
II. TÍNH TOÁN THI ẾT KẾ
1. Sơ đồ kết cấu khung ngang
Khung ngang gồm cột đặc, xà ngang tiết diện chữ I. Cột có tiết diện không đổi liên k ết ngàm với móng, liên k ết cứng với xà. Theo yêu c ầu kiến trúc và thoát n ước, chọn xà ngang có độ dốc với góc dốc a = 100 (tương đương i = 17 %). Do tính chất làm việc của khung ngang chịu tải trọng bản thân và t ải trọng gió là chủ yếu, nên thông th ường nội lực trong xà ngang ở vị trí nách khung th ường lớn hơn nhiều nội lực tại vị trí giữa nhịp. Cấu tạo xà ngang có tiết diện thay đổi, khoảng biến đổi tiết diện cách đầu cột một đoạn (0,35 ¸ 0,4) chiều dài nửa xà. Tiết diện còn lại lấy không đổi.
Cửa trời chạy dọc chiều dài nhà, mang tính chất thông gió, sơ bộ chọn chiều cao cửa trời là 2m và chiều rộng cửa trời là 4m.
Hình 1.1. Sơ đồ khung ngang
1.1. Kích thước theo phương đứng
- Chiều cao cột dưới: Hd= H1- (hdct+ hr ) + hch
Trong đó: H1 = 9 m là cao trình đỉnh ray
hdct = 0.75 m là chiều cao dầm cầu trục
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 2 |
Đồ án kết cấu thép 2
hr = 0.15 m là chiều cao ray
hch = 1 m là chiều sâu chôn chân c ột
®Hd = 9 – (0.75 + 0.15) + 1 = 9.1 (m)
- Chiều cao cột trên: Htr= (hdct+ hr ) + K1+ 0.5 ;
Trong đó: + K1 = 0.9 m là khoảng cách t ừ đỉnh ray đến điểm cao nhất của xe con. Giá tr ị này được tra trong catalo cầu trục (phụ thuộc vào sức trục Q = 8T và nhịp cầu trục S= 22m);
+ 0.5m là khoảng cách an toàn t ừ điểm cao nhất của xe con đến xà
®Htr= (0.75 + 0.15) + 0.9 + 0.5 = 2.3 (m)
- Chiều cao toàn cột: H = Hd + Htr = 9.1+ 2.3 = 11.4 (m)
1.2. Chọn sơ bộ kích thước theo phương ngang
Nhịp nhà (lấy theo trục định vị tại mép ngoài cột) là: L = 24m. Lấy gần đúng nh ịp cầu trục là: S = 22 m ( theo catalog bảng 4.2 với cầu trục 2 dầm kiểu ZLK tương ứng với sức tải cẩu 8 tấn), khoảng cách an toàn t ừ trục ray đến mép trong cột: Zmin = 160 mm.
a. Tiết diện cột
|
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
=( 0.76 ¸1.14)m |
|
||
- Chiều cao tiết diện: |
h = |
|
¸ |
|
|
H = |
|
¸ |
|
|
|
´ 11.4 |
|
||
|
15 |
|
15 |
|
|||||||||||
|
10 |
|
|
10 |
|
|
|
|
|
®Chọn h = 75 cm
- Bề rộng tiết diện cột: b =(0.3 : 0.5 )h =(0.3 : 0.5 )´ 75 = 22.5 ¸ 37.5cm
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
và b = |
|
¸ |
|
H = |
|
¸ |
|
|
´ 1140 |
= 38 ¸ 57cm |
|
|
|
30 |
|
30 |
|
||||||||
20 |
|
|
20 |
|
|
|
|
|
®Chọn b = 30 cm
- Chiều dày bản bụng tw nên ch ọn vào khoảng (1/70 ¸ 1/100)h. Để đảm bảo điều kiện chống gỉ, không nên ch ọn tw quá m ỏng: tw > 6mm.
|
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
||
tw |
= |
|
¸ |
|
|
h = |
|
¸ |
|
|
|
´ 75 |
= 0.75 ¸1.07cm |
|
|
70 |
100 |
70 |
100 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
®Chọn tw = 1.2 cm
- Chiều dày bản cánh t f chọn trong khoảng (1/28¸1/35)b.
|
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
tf |
= |
|
¸ |
|
b = |
|
¸ |
|
|
´ 30 |
= 0.86 ¸1.07cm |
|
|
|
35 |
|
35 |
|
|||||||||
|
28 |
|
|
28 |
|
|
|
|
|
® Chọn tf = 2 cm
Kiểm tra lại khoảng cách an toàn t ừ ray cầu trục đến mép trong cột:
Z =1 (L - 2.h - S) 2
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 3 |
Đồ án kết cấu thép 2
Trong đó: L - là nhịp nhà ; h - là chiều cao tiết diện cột; S - là nhịp cầu trục
Z =21( 24 - 2 ´ 0.75 - 22)= 0.25m > Zmin = 0.16m
®Thỏa mãn điều kiện an toàn.
b. Tiết diện xà mái
- Chiều cao tiết diện nách khung: h ³ |
1 |
L = |
1 |
´ 24 = 0.6m |
|
|
|
|
|||
1 |
40 |
|
40 |
|
|
|
|
|
|
®Chọn h1 = 75 cm.
- Bề rộng tiết diện nách khung : b = (01/2 ¸ 1/5)h1 và b ³ 180 mm, thường lấy bề rộng cánh d ầm bằng bề rộng cột.
1 |
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
||||||
b = |
|
|
¸ |
|
|
h1 |
= |
|
|
¸ |
|
|
|
´ 75 |
= 15 ¸ 37.5cm |
|
2 |
|
5 |
|
2 |
|
5 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
®Chọn b = 30 cm.
- Chiều cao tiết diện đoạn dầm không đổi h2 = (1,5 ¸ 2)b
h2 = (1.5¸ 2)x30 = 45 ¸ 60cm
®Chọn h2 = 45 cm
- Chiều dày bản bụng tw nên ch ọn vào khoảng (1/70 ¸ 1/100) h. Để đảm bảo điều kiện chống gỉ, không nên ch ọn tw quá m ỏng: tw > 6mm.
|
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
||
tw |
= |
|
¸ |
|
|
h = |
|
¸ |
|
|
|
´ 75 |
= 0.75 ¸1.07cm |
|
|
70 |
100 |
70 |
100 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
® Chọn tw = 1 cm
- Chiều dày bản cánh t f³ |
1 |
b |
® tf |
³ |
1 |
´ 30 = 1cm |
|
|
|
|
|||||
30 |
|
|
30 |
|
|
®Chọn tf = 1.6 cm
- Vị trí thay đổi tiết diện xà mái cách đầu cột một đoạn bằng (0.35 ¸ 0.4) chiều dài nửa
xà. Ltđ = (0.35¸ 0.4 )*12= 4.2¸ 4.8
® Chọn Ltđ= 4.5 m. c. Tiết diện vai cột
Kích thước tiết diện vai cột phụ thuộc vào tải trọng cầu trục (lực tập trung do áp l ực đứng của cầu trục và trọng lượng bản thân d ầm cầu trục, trọng lượng ray, dầm hãm vàhoạt tải trên c ầu trục) và nhịp dầm vai (khoảng cách t ừ điểm đặt lực tập trung đến mép cột). Sơ bộ chọn tiết diện dầm vai như sau:
Khoảng cách t ừ trục định vị tới trục ray cầu trục: λ = (L - S)/2 = (24 - 22)/2 = 1 + Chiều dài vai (từ mép trong cột đến cạnh ngoài cùng vai c ột):
Lv = λ – hc + 0.15= 1- 0.75 + 0.15 = 0.4 (m)
Khoảng cách t ừ trục ray cầu trục đến cạnh ngoài cùng vai c ột lấy bằng 150mm.
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ - 4
Đồ án kết cấu thép 2
+ Chọn chiều cao dầm tại điểm đặt Dmax: h = 30 cm
+ Chiều góc nghiêng b ản cánh d ưới với phương ngang là 200 thì chiều cao tiết diện dầm vai tại ngàm:
hdv= 30 + 25xtg200 = 39.1 (cm)
Chọn hdv = 42 (cm) (³ Z= 25cm).
+ Bề rộng tiết diện vai cột: bf = 30 cm
+ Chiều dày bản bụng vai cột: tw = 0.8 cm
+ Chiều dày bản cánh vai c ột: tf = 1.2 cm
d. Tiết diện cửa trời
+ Chiều cao tiết diện cột cửa trời: hc_ct = 20 cm
+ Bề rộng tiết diện cột: bc_ct = 10 cm
+ Chiều dày bản bụng: tw = 0.8 cm
+ Chiều dày bản cánh: t f = 1 cm
1.3. Hệ giằng
Hệ giằng là bộ phận kết cấu liên k ết các khung ngang l ại tạo thành hệ kết cấu không gian, có các tác d ụng:
- Bảo đảm sự bất biến hình theo phương dọc nhà và độ cứng không gian cho nhà;
- Chịu các t ải trọng tác d ụng theo phương dọc nhà, vuông góc với mặt phẳng khung như gió thổi lên t ường đầu hồi, lực hãm c ầu trục, động đất...xuống móng.
- Bảo đảm ổn định (hay giảm chiều dài tính toán ngoài m ặt phẳng) cho các c ấu kiện
chịu nén của kết cấu: thanh dàn, cột,...
- Tạo điều kiện thuận lợi, an toàn cho việc dựng lắp, thi công.
Hệ giằng bao gồm hai nhóm: hệ giằng mái và hệ giằng cột.
Hệ giằng cột:
Hệ giằng cột đảm bảo sự bất biến hình và độ cứng của toàn nhà theo phương dọc, chịu các t ải trọng tác d ụng dọc nhà và đảm bảo ổn định của cột. Dọc theo chiều dài nhà, hệ giằng cột bố trí giữa khối nhà và ở 2 đầu hồi nhà để truyền tải trọng gió một cách nhanh chóng. Hệ giằng cột được bố trí theo 2 lớp. Hệ giằng cột trên được bố trí từ mặt dầm hãm đến đỉnh cột, hệ giằng cột dưới được bố trí từ mặt nền đến mặt dầm vai. Theo tiết diện cột, hệ giằng cột được đặt vào giữa bản bụng cột. Do sức trục Q<10T, chọn tiết diện thanh giằng làm từ thanh thép tròn F25. Trên đỉnh cột bố trí thanh chống dọc nhà. Chiều cao cột H =11.4m > 9m, do đó bố trí thêm thanh ch ống dọc nhà tại vị trí cao độ +4.000m. Chọn tiết diện thanh chống dọc theo độ mảnh lmax£ 200 , chọn 2C20 (hình 1.2).
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 5 |
Đồ án kết cấu thép 2
Hình 1.2. Sơ đồ hệ giằng cột
Hệ giằng mái:
Hệ giằng mái được bố trí ở hai gian đầu nhà và ở chỗ có hệ giằng cột. Hệ giằng mái bao gồm các thanh gi ằng xiên và thanh ch ống, trong đó yêu c ầu cấu tạo thanh chống có
độ mảnhlmax£200 . Thanh giằng xiên làm t ừ thép tròn tiết diệnF25, thanh chống chọn2C20. Theo chiều cao tiết diện xà, giằng mái b ố trí lệch lên phía trên ( để giữ ổn định cho xà khi chịu tải bình thường – cánh trên c ủa xà chịu nén). Khi khung chịu tải gió, cánh dưới của xà chịu nén nên ph ải gia cường bằng các thanh gi ằng chống xiên (liên k ết lên xà gồ), cách 3 b ước xà gồ lại bố trí một thanh chống xiên. Ti ết diện thanh chống chọn L50x5,
điểm liên k ết với xà gồ cách xà 800 mm. Ngoài ra b ố trí thanh chống dọc nóc tiết diện2C20 tạo điều kiện thuận lợi khi thi công lắp ghép.
Hình 1.3. Sơ đồ hệ giằng mái
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 6 |
Đồ án kết cấu thép 2
Hình 1.4. Chi tiết thanh chống xà g ồ
2. Xácđịnh tải trọng tác dụng lên khung
2.1. Tải trọng thường xuyên
- Tải trọng thường xuyên phân b ố trên xà mái:
Tải trọng do mái tôn, h ệ giằng, xà gồ, cửa mái: g tc = 15 daN/m2 mặt bằng mái (phân b ố theo độ dốc mái).
Hệ số độ tin cậy của tải trọng thường xuyên n g = 1.1 qtc = gtcxB = 15x7.5 = 112.5 daN/m
qtt = ngxgtcxB = 1.1x15x7.5 = 123.75 daN/m - Tải trọng kết cấu bao che:
gtc = 12 daN/m2
qtt = ngxgtcxB = 1.1x12x7.5 = 99 daN/m - Tải trọng bản thân c ủa dầm cầu trục:
Gdct = adct.L2dct = 30x7.52= 1687.5 daN
Trong đó: adct = 30 hệ số trọng lượng bản thân.
- Tải trọng bản thân c ủa dầm, dàn hãm: G dh = 500 daN (lấy theo kinh nghiệm)
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 7 |
Đồ án kết cấu thép 2
Bảng 2.1. Tĩnh tải mái
STT |
Loại tải |
Tải trọng |
Hệ số |
Tải trọng |
Bước |
Tổng tải |
|
tiêu |
vượt tải |
tính toán |
khung |
trọng |
|
||
|
|
chuẩn |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(daN/m2) |
|
(daN/m2) |
(m) |
(daN/m) |
|
1 |
Tôn lợp mái |
8 |
1.1 |
8.8 |
7.5 |
66 |
|
2 |
Xà gồ |
7 |
1.1 |
7.7 |
7.5 |
57.75 |
|
3 |
Tổng tải trọng phân b ố trên chiều dài d ầm khung |
123.75 |
|
2.2. Hoạt tải sửa chữa mái
- Hệ số độ tin cậy của hoạt tải sửa chữa mái n p = 1.3
- Theo tiêu chu ẩn tải trọng và tác động, TCVN 2737-1995, với mái tôn không sử dụng ta có giá tr ị hoạt tải sửa chữa mái tiêu chu ẩn là 30 daN/m2 mặt bằng nhà do đó hoạt tải
sửa chữa mái phân b ố trên xà mái được xác định như sau:
ptc = 30xB và ptt = npx30xB
- Khi qui về tải trọng phân b ố theo xà thì giá tr ị tải trọng được nhân v ới cosa:
p = 30xBxcosα = 30x7.5xcos(10) = 221.58 daN/m
ptt = npx30xBx cosα = 1.3x30x7.5xcos(10)= 288.05 daN/m
Bảng 2.2. Hoạt tải sửa chữa mái
|
STT |
Loại tải |
|
Tải trọng |
Hệ số |
Tải trọng |
Bước |
Tổng tải |
|
|
|
|
t. chuẩn |
vượt tải |
tính toán |
khung |
trọng |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(daN/m2) |
|
(daN/m2) |
(m) |
(daN/m) |
|
|
|
1 |
Sửa chữa mái |
|
30 |
1.3 |
39 |
7.5 |
295.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Tổng tải trọng phân b ố trên chiều dài d ầm khung |
288.05 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.3. Tải trọng gió |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Áp l ực gió tác d ụng lên khung |
được xác định theo tiêu chu ẩn TCVN 2737 -1995. |
|
||||||||
|
|
q = n . W0 . k . C . B (daN/m) |
|
|
|
|
|
|||
Trong đó: |
q: là áp l ực gió phân b ố trên mét dài khung. |
|
|
|
|
W0: là áp l ực gió tiêu chu ẩn, gió ở vùng IIIB có W0 = 125 daN/m2. n = 1.2: là hệ số độ tin cậy của tải trọng gió.
k: là hệ số phụ thuộc vào độ cao
C: là hệ số khí động phụ thuộc vào dạng kết cấu.
B: là bước khung.
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 8 |
Đồ án kết cấu thép 2
Hình 2.1. Mặt bằng khung chịu gió a) Gió ngang nhà; b) Gió d ọc nhà
a) Trường hợp gió th ổi ngang nhà:
- Xác định hệ số khí động Ce:
Hình 2.2. Sơ đồ tra hệ số khí động Ce, trường hợp gió th ổi ngang nhà
Kích thước chính của sơ đồ tính toán:
+ Nhịp: L0 = 24 m
+ Chiều cao: Hc = 11.436 m; hm1 = 1.757m; hm2 = 1.670 m; hm3 = 0.93 m
Tra theo sơ đồ 8 trong tiêu chu ẩn TCVN 2737 -1995 phụ thuộc vào góc α, tỉ lệSB/L
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 9 |
Đồ án kết cấu thép 2
(SB- chiều dài toàn nhà) và H/L được giá tr ị Ce:
Ce1 = - 0.548 ; Ce2 = - 0.424 ; Ce3 = - 0.5 ; Ce4 = - 0.472
- Xác định hệ số k:
Hệ số k phụ thuộc vào dạng địa hình và chiều cao công trình. Công trình ở khu vực thuộc dạng địa hình B. Tra bảng 5 trong TCVN 2737 -1995 chiều cao cột 10,692 m, cao trình đỉnh cột 9,692m lấy gần đúng h ệ số k =1,081 đối với giá tr ị tải trọng gió phân b ố trên thân c ột.
Bảng 2.3. Tải trọng gió theo ph ương ngang nhà
STT |
Loại tải |
T.T tiêu |
Hệ số |
Hệ số |
Hệ số |
Bước |
Tổng tải |
|
chuẩn |
k |
C |
vượt tải |
khung |
trọng |
|
||
|
|
|
||||||
|
|
daN/m2 |
|
|
|
m |
daN/m |
|
1 |
Cột đón gió |
125.0 |
1.023 |
0.800 |
1.2 |
7.5 |
920.68 |
|
2 |
Mái đón gió |
125.0 |
1.051 |
-0.472 |
1.2 |
7.5 |
-557.89 |
|
3 |
Cột cửa trời đón gió |
125.0 |
1.078 |
0.700 |
1.2 |
7.5 |
848.77 |
|
4 |
Mái c ửa trời đón gió |
125.0 |
1.088 |
-0.548 |
1.2 |
7.5 |
-670.36 |
|
5 |
Mái c ửa trời hút gió |
125.0 |
1.088 |
-0.424 |
1.2 |
7.5 |
-518.77 |
|
6 |
Cột cửa trời hút gió |
125.0 |
1.078 |
-0.600 |
1.2 |
7.5 |
-727.52 |
|
7 |
Mái hút gió |
125.0 |
1.051 |
-0.500 |
1.2 |
7.5 |
-591.24 |
|
8 |
Cột hút gió |
125.0 |
1.023 |
-0.500 |
1.2 |
7.5 |
-575.42 |
|
* Dấu âm ngh ĩa là t ải trọng gió h ướng ra ngoài khung. b) Trường hợp gió th ổi dọc nhà:
- Xác định hệ số khí động Ce:
Khi này, hệ số khí động trên hai m ặt mái có giá tr ị bằng -0,7; hệ số khí động trên c ột là giá tr ị Ce3, phụ thuộc vào tỉ lệ L/SB (SB- chiều dài toàn nhà) và H/SB.
Công trình có: L/SB = 24/112.5 = 0.213
H/SB = (11.436+1.757+1.670+0.93)/112.5 = 0.14 < 0,5
® Ce3 = -0.4, tức là gió có chiều hút ra ngoài cho c ả hai cột khung và hai cột cửa mái.
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 10 |
Đồ án kết cấu thép 2
Hình 2.3. Sơ đồ tra hệ số khí động Ce, trường hợp gió th ổi dọc nhà
Bảng 2.4. Tải trọng gió theo ph ương dọc nhà
STT |
Loại tải |
T.T tiêu |
Hệ |
Hệ số |
Hệ số |
Bước |
Tổng tải |
|
chuẩn |
số k |
C |
vượt tải |
khung |
trọng |
|
||
|
|
|
||||||
|
|
daN/m2 |
|
|
|
m |
daN/m |
|
1 |
Cột khung |
125.0 |
1.023 |
-0.400 |
1.2 |
7.5 |
-460.34 |
|
2 |
Mái |
125.0 |
1.051 |
-0.700 |
1.2 |
7.5 |
-827.73 |
|
3 |
Cột cửa mái |
125.0 |
1.078 |
-0.400 |
1.2 |
7.5 |
-485.01 |
|
4 |
Cửa mái |
125.0 |
1.088 |
-0.700 |
1.2 |
7.5 |
-856.74 |
|
* Dấu âm ngh ĩa là t ải trọng gió h ướng ra ngoài khung.
2.4. Hoạt tải cầu trục
a) Áp l ực đứng:
- Thông số cầu trục: Cầu trục hai dầm kiểu ZLK; Sức trục: Q = 8 tấn; Nhịp cầu trục: S =
Tra trong catalog cầu trục có:
+ Bề rộng cầu trục: Bct = 3850 mm
+ Khoảng cách hai bánh xe: R = 3200 mm
+ Áp l ực đứng tiêu chu ẩn lớn nhất tại mỗi bánh xe: Pmaxc= 5900 daN
+ Áp l ực đứng tiêu chu ẩn nhỏ nhất tại mỗi bánh xe: Pc |
= 1860 daN |
min |
|
- Áp l ực đứng lên vai c ột: |
|
|
|
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 11 |
Đồ án kết cấu thép 2
D max =n.n c .Pmax .∑yi ; D min = n.n c .Pmin .∑yi
Trong đó: - n = 1.1: Hệ số độ tin cậy;
- nc= 0.85: Hệ số tổ hợp, khi có hai cầu trục chế độ làm việc nhẹ và trung
bình.
- Syi: Tổng tung độ các đường ảnh hưởng tại vị trí các bánh xe, l ấy với tung
độ ở gối bằng 1.
y1 = 1; y2 = 0.573 ; y3 = 0.913 ; y4 = 0.487 Syi = 2.973
Bảng 2.5. Áp l ực đứng của cầu trục lên vai cột
|
STT |
Loại tải |
|
|
Pc |
|
Syi |
n |
|
|
nc |
Tổng |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(daN) |
||||
1 |
Dmax |
5900.0 |
2.973 |
1.1 |
0.85 |
16402.393 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Dmin |
1860.0 |
2.973 |
1.1 |
0.85 |
5170.924 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Hình 2.4. Đường ảnh hưởng phản lực gối
b) Áp l ực ngang( lực hãm ngang):
Khi xe con hãm, phát sinh l ực quán tính tác d ụng ngang nhà theo phương chuyển động, tại các bánh xe c ủa cầu trục xuất hiện lực ngang tiêu chu ẩn T1c, các l ực này cũng di
động như lực thẳng đứng P và do đó sẽ gây l ực ngang tập trung T cho cột. Cách tính giátrị T cũng xếp bánh xe trên đ.a.h. Lực T truyền lên c ột qua dầm hãm ho ặc các chi ti ết liên kết dầm cầu trục với cột nên điểm đặt tại cao trình mặt dầm cầu trục (hoặc mặt dầm hãm), có thể hướng vào hoặc hướng ra khỏi cột.
Tc = |
|
0, 05.(Q + G xecon ) |
; |
|
|
1 |
|
no |
|
|
|
|
|
|
|
||
Trong đó:Gxecon = 800 daN – trọng lượng xe con. |
|
||||
T c = |
0,05.(10000 * 0,981 + 800) |
= 270 daN; |
|
||
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 12 |
|
Đồ án kết cấu thép 2
T = n.n c..T1c.∑yi
Bảng 2.6. Lực hãm ngang
STT |
Loại tải |
Tc1 |
Syi |
n |
nc |
Tổng |
|
|
|
|
|
|
(daN) |
1 |
T |
216.2 |
2.973 |
1.1 |
0.85 |
601.05 |
|
|
|
|
|
|
|
3. Thiết kế xà g ồ
3.1. Thiết kế xà g ồ dùng thép cán nóng
- Dùng xà g ồ bằng thép hình dạng tiết diện U14. Sơ đồ giằng xà gồ:
Hình 3.1. Xà g ồ và s ơ đồ giằng xà g ồ
- Xà gồ loại U14 có đặc trưng hình học tiết diện
Loại |
hxg |
bxg |
Ix |
Iy |
Wx |
Wy |
G |
|
|
|
|
|
|
|
|
tiết diện |
(mm) |
(mm) |
(cm4) |
(cm4) |
(cm3) |
(cm3) |
(daN/m) |
U14a |
140 |
60 |
545 |
57.5 |
77.8 |
13.3 |
13.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
a) Tải trọng tác dụng lên xà gồ do tĩnh tải, hoạt tải mái và tải trọng bản thân xà gồ:
q = (pc .n + |
gmc.n |
).d + gc |
.n |
g |
|
|
|
||||
p |
cos α |
xago |
|
|
|
|
|
|
|
|
(Tính tải trọng qui ra mặt bằng nhà nên các giáị trải trọng phân bố trên mặt máiđược chia cho hệ số cosa)
Trong đó: gmc = 8(daN / m2 ) : trọng lượng mái tôn;
pc = 30 (daN/m2): hoạt tải sửa chữa mái;
d: khoảng cách gi ữa hai xà gồ theo phương ngang, d = 1.2xcosα= 1.2xcos10 = 1.182(m)
gcxago = 13.3(daN / m) : trọng lượng bản thân xà gồ;
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 13 |
|
|
|
|
|
|
Đồ án kết cấu thép 2 |
|
||
|
|
|
|||||||
ng; np - hệ số độ tin cậy, ng = 1.1 và np = 1.3 |
|
||||||||
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
- Tải trọng tiêu chu ẩn: |
qc = |
30 |
+ |
|
x1.182 |
+ 13.3 |
= 58.35(daN / m) |
|
|
cos100 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8x1.1 |
|
|
|
- Tải trọng tính toán: |
q = 30x1.3 |
+ |
|
x1.182 |
+ 13.3x1.1 = 71.28(daN / m) |
|
cos100 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
- Tải trọng tiêu chu ẩn theo phương x và phương y: |
|
|
||||
qcx |
= qcxsina⇒qcx |
= 58.35xsin100 = 10.3 daN/m |
|
|||
qcy |
= qcxcosa⇒qcy |
= 58.35xcos100 = 57.47 daN/m |
|
- Tải trọng tính toán theo ph ương x và phương y:
qx= qxsina⇒ qx= 71.28xsin100 = 12.38 daN/m qy= qxcosa⇒ qy= 71.28xcos100 = 70.2 daN/m
Sử dụng một thanh giằng f18 giằng tại vị trí giữa nhịp xà gồ.
Hình 3.2. Sơ đồ tính xà g ồ
Mômen lớn nhất theo hai phương:
Mx =qy .B2 =70.2x7.52 =493.566(daN.m)
8 |
|
8 |
|
|
|
|||
|
q |
.B2 |
12.38 |
* 7.52 |
|
|
||
M = |
x |
|
= |
|
|
|
= 21.757(daN.m) |
|
32 |
32 |
|
||||||
y |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
* Kiểm tra bền theo công th ức:
s = sx+ sy = Mx+My£ f.γc Wx Wy
σ =493.566x100+21.757x100=798(daN / cm2 ) < 2100 daN/cm2
77.8 13.3
(Thỏa mãn )
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 14 |
Đồ án kết cấu thép 2
* Kiểm tra độ võng:
∆ |
|
|
∆ |
x |
2 |
|
∆y 2 |
|
|
|
= |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|||||
|
|
B |
|
B |
|
£ ∆ B
Trong đó: |
D |
x |
và |
D y |
là độ võng t ương đối theo phương x và phương y do qcx |
và qcy |
|
|||||
B |
B |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
gây ra; |
∆ |
= |
|
1 |
|
là độ võng t ương đối cho phép của xà gồ lợp mái tôn. |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
B |
200 |
|
|
|
|
|
Với trường hợp dùng m ột thanh giằng xà gồ ở giữa nhịp thì cần kiểm tra độ võng c ủa xà gồ tại điểm giữa nhịp (tại đó Dx = 0, chỉ có Dy lớn nhất) và tại điểm cách đầu xà gồ một khoảng z = 0.421*B/2 = 0.21B (tại đây có Dx lớn nhất):
|
D |
x |
|
|
|
|
qc |
.B3 |
|
|
|
|
và độ võng: |
|
∆y |
= |
3,1.qcy .B3 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
= |
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
B |
|
|
2954.E.Iy |
|
|
|
|
B |
|
384.E.Ix |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
- Độ võng t ương đối tại giữa nhịp theo phương y: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
∆y |
|
|
5.qcy .B3 |
|
|
5x57.47x10-2 x7503 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
< |
|
|
|
|
|
(Thỏa mãn ) |
|
|||||
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
384x2.1x106 x545 |
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
384.E.I |
|
|
|
|
362 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
- Độ võng t ương đối tại điểm cách xà g ồ một khoảng z = 0.21B =1.575m: |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
∆x |
= |
|
|
|
qcx .B3 |
|
|
= |
|
|
10.13x10 -2 x750 3 |
|
|
= |
|
|
|
1 |
|
|
; |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
2954.E.I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8344 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
B |
|
|
|
|
|
|
2954x2.1x10 6 x57.5 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
∆y |
|
= |
3,1.qcy .B3 |
|
= |
|
3.1x57.47x10-2 x7503 |
|
= |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
B |
|
384.E.I |
|
|
384x2.1x106 x545 |
|
584 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
∆ |
= |
( |
1 |
|
)2+ ( |
|
1 |
)2 = |
1 |
< |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Thỏa mãn ) |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
584 |
583 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
B |
|
|
|
8344 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b) Tải trọng gió tác dụng lên xà gồ:
Tải trọng gió tác d ụng lên xà g ồ là tổ hợp tĩnh tải và gió (chiếu lên ph ương gió y-y):
- Tải trọng gió tính toán:
q |
|
= C .W .k.n. |
d |
- 0,9.(gc . |
d |
+ gc |
).cos α |
|
|
|
|
|
|||||
|
cos α |
cos α |
|
|||||
|
y,gió |
e0 |
m |
xago |
|
|
q |
|
= 0.7 |
´ 125 ´ 1.088 ´ 1.2 ´ |
1.180 |
- |
|
||
y,gió |
cos100 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
- 0.9 ´ (8 ´ |
1.182 |
+ 13.3) ´ cos100 = 116.782(daN / m) |
|
|||||
|
cos100 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
- Tải trọng gió tiêu chu ẩn:
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Đồ án kết cấu thép 2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
qcy,gió= 0.7 ´ 125 ´ 1.088 ´ |
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
cos100 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
- 0.9 ´ (8 ´ |
1.182 |
|
|
|
+ 13.3) ´ cos100 |
= 93.936(daN / m) |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
cos100 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
- Tĩnh tải theo phương x: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
q |
|
|
= 0,9.(gc . |
|
|
d |
|
|
|
+ gc |
).sin α |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
cos α |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
xago |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.182 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
= |
|
0.9 ´ |
8 ´ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ 13.3 ´ sin100 |
= 3.759(daN / m) |
|
|
|
||||||||||||||||
|
cos100 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
* Kiểm tra bền theo công th ức: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
M |
|
|
= |
|
qy,gió´ B2 |
= |
116.782 * 7.52 |
|
|
= 821.125(daN.m) |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
gió |
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
M |
|
|
= |
q |
x |
´ B2 |
= |
|
3.579 * 7.52 |
= 6.291(daN.m) |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
qx |
|
|
|
|
|
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
σ = |
Mgió |
+ |
M |
= |
821.125 ´ 10 2 |
+ |
|
6.291´102 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
W |
|
|
W |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13.3 |
|
< 2100daN/cm2 |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
77.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 1102.732(daN / cm 2 )
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Thỏa mãn ) |
|
|
* Kiểm tra độ võng: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∆y,gió |
= |
3,1.qcy,gió.B3 |
= |
3.1´ 93.936 ´ 10-2 |
´ 7503 |
= |
1 |
|
< |
1 |
|
|
||
|
B |
384.E.I |
384 |
´ 2.1´ 106 |
´ 545 |
221 |
200 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Thỏa mãn)
3.2. Thiết kế xà g ồ dùng thép dập nguội
+ Tải trọng tính toán do t ải trọng thẳng đứng q (không tính trọng lượng của xà gồ):
q=(pc .n +gmc.n).d |
|
|
p |
cos α |
|
|
|
q = (30 ´ 1.3 +8´1.1 ) ´ 1.182 = 56.65(daN / m) cos100
+ Tải trọng gió tính toán (không tính trọng lượng của xà gồ):
q |
|
= C .W .k.n. |
d |
- 0,9.(gc . |
d |
).cos α |
|
|
|
cos α |
|
|
|||||
|
y,gió |
e0 |
|
m cos α |
|
|
||
q |
|
= 0.7 ´ 125 ´ 1.088 ´ 1.2 ´ |
1.182 |
- |
|
|||
y,gió |
cos100 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
- 0.9 ´ (8 ´1.182 ) ´ cos100= 128.57(daN / m) cos100
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 16 |
Đồ án kết cấu thép 2
Chọn xà gồ theo tải trọng gió (có chiều hướng ra khỏi mái) q gió = 1.286 kN/m, nhịp 7500 mm và theo sơ đồ có một thanh căng ở giữa, tra bảng 3.5 thép hình 300 sẽ được số hiệu xà gồ Z30024 có thể chịu được tải cho phép là 2.84 kN/m (xem phụ lục 3- sách “ Thiết kế khung thép nhà công nghi ệp”).
4. Tính nội lực khung
4.1. Mô hình hóa k ết cấu khung trong phần mềm Sap2000
a) Sơ đồ kết cấu
- Tính toán k ết cấu khung theo sơ đồ khung phẳng.
- Nhịp tính toán khung l ấy theo khoảng tim của 2 trục cột; trục xà gãy khúc t ại điểm đổi tiết diện (nối tâm c ủa tiết diện nách xà v ới tâm c ủa tiết diện tại chỗ đổi, đoạn còn lại lấy
trùng v ới trục của tiết diện bé).
- Liên k ết giữa cột với móng là liên k ết ngàm, liên k ết giữa cột với dầm là liên k ết cứng.
2 |
6 |
2 |
3 |
- Vật liệu: Thép CCT34 có f = 2100 daN/cm ; E = 2,1x10 |
|
daN/cm ; ρ = 7850 daN/m |
|
Hình 4.1. Sơ đồ khung ngang
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ - 17
Đồ án kết cấu thép 2
Hình 4.2. Hình dạng tiết diện khung và v ị trí tiết diện tính toán
b) Sơ đồ chất tải trọng
Hình 4.3. Sơ đồ tĩnh tải tác dụng lên khung
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 18 |
Đồ án kết cấu thép 2
Hình 4.4. Sơ đồ hoạt tải sửa chữa mái tácụdng lên nửa trái khung
Hình 4.5. Sơ đồ áp ựlc đứng lớn nhất của cầu trục tác dụng lên cột trái
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 19 |
Đồ án kết cấu thép 2
Hình 4.6. Sơ đồ áp ựlc hãm ngang c ủa cầu trục tác dụng lên cột trái
Hình 4.7. Sơ đồ tải trọng gió ngang trái
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 20 |
Đồ án kết cấu thép 2
Hình 4.8. Sơ đồ tải trọng gió d ọc
4.2. Nội lực và t ổ hợp nội lực a) Nội lực
Sử dụng phần mềm Sap2000 phân tích k ết cấu khung, cho kết quả là giá tr ị nội lực của cấu kiện cột, xà theo các tr ường hợp tải trọng riêng bi ệt. Lấy kết quả nội lực tại các tiết diện đặc biệt của khung:
- Tại cột: tiết diện chân c ột (ký hi ệu là tiết diện A), đỉnh cột (ký hi ệu là tiết diện B), tiết diện phía trên vai c ột (ký hi ệu là tiết diện Ctr) và dưới vai cột (ký hi ệu là Cd).
- Tại xà: tiết diện hai đầu và giữa xà, tiết diện thay đổi.
b) Tổ hợp nội lực
Có hai loại tổ hợp cơ bản 1 và tổ hợp cơ bản 2. Tổ hợp cơ bản 1 gồm nội lực do tải trọng thường xuyên và m ột hoạt tải (hệ số tổ hợp nc =1). Tổ hợp cơ bản 2 gồm nội lực do tải trọng thường xuyên và n ội lực các ho ạt tải gây ra (h ệ số tổ hợp nc= 0,9). Tại mỗi tiết diện tìm được 3 cặp nội lực:
- Tổ hợp gây mô men d ương lớn nhất Mmax và lực nén, lực cắt tương ứng Ntư, Vtư;
- Tổ hợp gây mô men d ương nhỏ nhất Mmin và lực nén, lực cắt tương ứng Ntư, Vtư;
- Tổ hợp gây l ực dọc lớn nhất Nmax và mô men, lực cắt tương ứng Mtư, Vtư;
Kết quả nội lực và tổ hợp nội lực được thể hiện trong bảng 4.1 - 4.4.
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 21 |
Đồ án kết cấu thép 2
Hình 4.9. Biểu đồ mômen do t ĩnh tải tác dụng lên khung
Hình 4.10. Biểu đồ mômen do ho ạt tải sửa chữa mái tácụdng lên nửa trái khung
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 22 |
Đồ án kết cấu thép 2
Hình 4.11. Biểu đồ mômen do áp lực đứng lớn nhất của cầu trục tác dụng lên cột trái
Hình 4.12. Biểu đồ mômen do áp lực hãm ngang c ủa cầu trục tác dụng lên cột trái
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 23 |
Đồ án kết cấu thép 2
Hình 4.13. Biểu đồ mômen do t ải trọng gió ngang
Hình 4.14. Biểu đồ mômen do t ải trọng gió d ọc
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 24 |
Đồ án kết cấu thép 2
Bảng 4.1. Nội lực cột (đơn vị kN, kNm)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Loại tải trọng |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Cấu |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tiết diện |
Nội lực |
T.Trọng |
Hoạt tải mái trái |
Ho ạt tải mái ph ải |
Dmax cột trái |
D max cột phải |
Tmax cột trái |
Tmax cột phải |
Gió ngang trái |
Gió ngang phái |
Gió dọc |
|
|||||||||||
kiện |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
thường |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xuyên |
nc= 1 |
nc= 0.9 |
nc= 1 |
nc= 0.9 |
nc= 1 |
nc= 0.9 |
nc= 1 |
nc= 0.9 |
nc= 1 |
|
nc= 0.9 |
nc= 1 |
nc= 0.9 |
nc= 1 |
nc= 0.9 |
nc= 1 |
nc= 0.9 |
nc= 1 |
nc= 0.9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
-86.27 |
-30.89 |
-27.80 |
-63.22 |
-56.90 |
-0.63 |
-0.56 |
-43.17 |
-38.86 |
27.44 |
|
24.70 |
-18.24 |
-16.42 |
770.12 |
693.11 |
-332.73 |
-299.45 |
168.52 |
151.67 |
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
-88.33 |
-29.57 |
-26.62 |
-8.73 |
-7.86 |
-162.72 |
-146.45 |
-53.02 |
-47.72 |
0.58 |
|
0.52 |
-0.58 |
-0.52 |
91.27 |
82.14 |
60.05 |
54.05 |
109.04 |
98.14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
-18.55 |
-9.93 |
-8.93 |
-9.93 |
-8.93 |
-7.04 |
-6.34 |
-7.04 |
-6.34 |
4.05 |
|
3.65 |
-1.96 |
-1.76 |
155.59 |
140.03 |
-50.79 |
-45.71 |
19.24 |
17.32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
78.67 |
57.34 |
51.61 |
25.01 |
22.51 |
61.96 |
55.76 |
19.41 |
17.47 |
-8.59 |
|
-7.73 |
-0.85 |
-0.76 |
-249.25 |
-224.32 |
-108.39 |
-97.55 |
-184.30 |
-165.87 |
|
|
Cd |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
-63.77 |
-29.57 |
-26.62 |
-8.73 |
-7.86 |
-162.72 |
-146.45 |
-53.02 |
-47.72 |
0.58 |
|
0.52 |
-0.58 |
-0.52 |
91.27 |
82.14 |
60.05 |
54.05 |
109.04 |
98.14 |
|
|
|
|
V |
-18.55 |
-9.93 |
-8.93 |
-9.93 |
-8.93 |
-7.04 |
-6.34 |
-7.04 |
-6.34 |
4.05 |
|
3.65 |
-1.96 |
-1.76 |
73.74 |
66.37 |
0.32 |
0.29 |
60.14 |
54.12 |
|
Cột |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
67.51 |
57.34 |
51.61 |
25.01 |
22.51 |
-44.66 |
-40.19 |
-14.20 |
-12.78 |
-8.59 |
|
-7.73 |
-0.85 |
-0.76 |
-249.25 |
-224.32 |
-108.39 |
-97.55 |
-184.30 |
-165.87 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
Ct |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
-41.32 |
-29.57 |
-26.62 |
-8.73 |
-7.86 |
1.31 |
1.18 |
-1.31 |
-1.18 |
0.58 |
|
0.52 |
-0.58 |
-0.52 |
91.27 |
82.14 |
60.05 |
54.05 |
109.04 |
98.14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
-18.55 |
-9.93 |
-8.93 |
-9.93 |
-8.93 |
-7.04 |
-6.34 |
-7.04 |
-6.34 |
4.05 |
|
3.65 |
-1.96 |
-1.76 |
73.74 |
66.37 |
0.32 |
0.29 |
60.14 |
54.12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
119.29 |
85.04 |
76.54 |
52.71 |
47.44 |
-25.01 |
-22.51 |
5.45 |
4.91 |
-8.90 |
|
-8.01 |
4.61 |
4.15 |
-419.19 |
-377.27 |
-131.69 |
-118.53 |
-370.05 |
-333.05 |
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
-33.61 |
-29.57 |
-26.62 |
-8.73 |
-7.86 |
1.31 |
1.18 |
-1.31 |
-1.18 |
0.58 |
|
0.52 |
-0.58 |
-0.52 |
91.27 |
82.14 |
60.05 |
54.05 |
109.04 |
98.14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
-18.55 |
-9.93 |
-8.93 |
-9.93 |
-8.93 |
-7.04 |
-6.34 |
-7.04 |
-6.34 |
-1.96 |
|
-1.76 |
-1.96 |
-1.76 |
48.04 |
43.24 |
16.37 |
14.74 |
72.97 |
65.68 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 25 |
Đồ án kết cấu thép 2
Bảng 4.2. Nội lực xà mái (đơn vị kN, kNm)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Loại tải trọng |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Cấu |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tiết diện |
Nội lực |
T.Trọng |
Hoạt tải mái trái |
Ho ạt tải mái ph ải |
Dmax cột trái |
D max cột phải |
Tmax cột trái |
Tmax cột phải |
Gió ngang trái |
Gió ngang phái |
Gió dọc |
|
|||||||||||
kiện |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
thường |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xuyên |
nc= 1 |
nc= 0.9 |
nc= 1 |
nc= 0.9 |
nc= 1 |
nc= 0.9 |
nc= 1 |
nc= 0.9 |
nc= 1 |
|
nc= 0.9 |
nc= 1 |
nc= 0.9 |
nc= 1 |
nc= 0.9 |
nc= 1 |
nc= 0.9 |
nc= 1 |
nc= 0.9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
-119.29 |
-85.04 |
-76.54 |
-52.71 |
-47.44 |
25.01 |
22.51 |
-5.45 |
-4.91 |
8.90 |
|
8.01 |
-4.61 |
-4.15 |
419.19 |
377.27 |
131.69 |
118.53 |
370.05 |
333.05 |
|
|
1-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
-25.22 |
-15.94 |
-14.34 |
-11.54 |
-10.39 |
-6.61 |
-5.95 |
-7.16 |
-6.44 |
-1.79 |
|
-1.61 |
-2.04 |
-1.83 |
66.20 |
59.58 |
28.66 |
25.80 |
94.32 |
84.89 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
-28.94 |
-26.82 |
-24.13 |
-6.44 |
-5.80 |
2.76 |
2.49 |
0.21 |
0.19 |
0.98 |
|
0.88 |
-0.15 |
-0.14 |
79.09 |
71.18 |
55.25 |
49.72 |
91.21 |
82.09 |
|
Đoạn 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
-19.33 |
3.43 |
3.08 |
-25.37 |
-22.83 |
13.28 |
11.95 |
-6.33 |
-5.69 |
4.74 |
|
4.27 |
-3.96 |
-3.56 |
133.71 |
120.34 |
-49.60 |
-44.64 |
57.47 |
51.72 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
2-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
-22.93 |
-13.36 |
-12.02 |
-11.54 |
-10.39 |
-6.61 |
-5.95 |
-7.16 |
-6.44 |
-1.79 |
|
-1.61 |
-2.04 |
-1.83 |
66.20 |
59.58 |
28.66 |
25.80 |
94.32 |
84.89 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
-18.33 |
-14.86 |
-13.38 |
-6.44 |
-5.80 |
2.76 |
2.49 |
0.21 |
0.19 |
0.98 |
|
0.88 |
-0.15 |
-0.14 |
55.40 |
49.86 |
30.16 |
27.14 |
56.05 |
50.45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
-19.33 |
3.43 |
3.08 |
-25.37 |
-22.83 |
13.28 |
11.95 |
-6.33 |
-5.69 |
4.74 |
|
4.27 |
-3.96 |
-3.56 |
133.71 |
120.34 |
-49.60 |
-44.64 |
57.47 |
51.72 |
|
|
1-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
-22.25 |
-12.80 |
-11.52 |
-11.30 |
-10.17 |
-6.70 |
-6.03 |
-7.16 |
-6.44 |
-1.83 |
|
-1.64 |
-2.03 |
-1.83 |
64.13 |
57.72 |
27.54 |
24.79 |
92.20 |
82.98 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
-19.16 |
-15.34 |
-13.81 |
-6.86 |
-6.17 |
2.52 |
2.27 |
-0.06 |
-0.05 |
0.91 |
|
0.82 |
-0.23 |
-0.21 |
57.79 |
52.01 |
31.19 |
28.07 |
59.47 |
53.52 |
|
Đoạn 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
34.82 |
18.98 |
17.08 |
18.98 |
17.08 |
-4.88 |
-4.40 |
-4.88 |
-4.40 |
-1.80 |
|
-1.62 |
-1.80 |
-1.62 |
-75.88 |
-68.29 |
-75.88 |
-68.29 |
-83.30 |
-74.97 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
2-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
-11.29 |
-4.45 |
-4.01 |
-7.09 |
-6.38 |
-7.30 |
-6.57 |
-7.73 |
-6.96 |
-2.07 |
|
-1.86 |
-2.26 |
-2.04 |
28.04 |
25.23 |
23.59 |
21.23 |
74.02 |
66.62 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
2.01 |
8.44 |
7.60 |
-6.39 |
-5.75 |
2.57 |
2.31 |
0.10 |
0.09 |
0.93 |
|
0.84 |
-0.16 |
-0.15 |
7.92 |
7.13 |
-17.09 |
-15.38 |
-13.15 |
-11.83 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 26 |
Đồ án kết cấu thép 2
Bảng 4.3. Tổ hợp nội lực cột (đơn vị kN, kNm)
|
|
|
|
Tổ hợp cơ bản 1 |
|
|
Tổ hợp cơ bản 2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cấu kiện |
Tiết diện |
Nội lực |
|
|
Nmax |
|
|
|
|
Nmax |
|
||
|
|
|
M+max; Ntu; Vtu |
M-max; Ntu; Vtu |
|
|
|
M+max; Ntu; Vtu |
M-max; Ntu; Vtu |
|
|
|
|
|
|
|
M+tu; Vtu |
|
M-tu; Vtu |
M+tu; Vtu |
|
M-tu; Vtu |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tải trọng |
4;17 |
4;19 |
|
|
4;9;15 |
4;10;14;18 |
4;6;8;12;14;20 |
|
|
4;6;8;10;16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
683.85 |
-419.00 |
|
|
-105.14 |
630.97 |
-533.97 |
|
|
-187.95 |
|
|
A |
|
|
|
- |
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
N |
2.94 |
-28.28 |
|
-251.62 |
-152.11 |
-116.99 |
|
-269.77 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
137.04 |
-69.35 |
|
|
-27.55 |
118.79 |
-92.12 |
|
|
-44.52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tải trọng |
4;5;7 |
4;17 |
4;9;15 |
|
|
4;6;8;10;14 |
4;18 |
4;6;8;10;16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
161.02 |
-170.58 |
139.78 |
|
|
216.28 |
-145.65 |
207.79 |
|
|
|
|
Cd |
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
- |
|
|
N |
-102.08 |
27.49 |
-227.07 |
|
-245.21 |
18.37 |
-245.21 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
-38.40 |
55.19 |
-27.55 |
|
|
-46.40 |
47.81 |
-44.52 |
|
|
|
Cột |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tải trọng |
4;5;7 |
4;17 |
4;5;7 |
|
|
4;6;8 |
4;10;14;18 |
4;6;8;12;16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
149.86 |
-181.74 |
149.86 |
|
|
141.63 |
-204.73 |
128.09 |
|
|
|
|
Ct |
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
- |
|
|
N |
-79.62 |
49.95 |
-79.62 |
|
-75.79 |
42.52 |
-77.49 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
-38.40 |
55.19 |
-38.40 |
|
|
-36.42 |
45.12 |
-44.52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tải trọng |
4;5;7 |
4;17 |
4;5;7 |
|
|
4;6;8;12;14 |
4;10;14;18 |
4;6;8;12;16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
257.04 |
-299.90 |
257.04 |
|
|
256.19 |
-288.50 |
252.33 |
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
- |
|
|
N |
-71.91 |
57.66 |
-71.91 |
|
-69.78 |
50.23 |
-69.78 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
-38.40 |
29.49 |
-38.40 |
|
|
-40.99 |
16.59 |
-44.52 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 27 |
Đồ án kết cấu thép 2
Bảng 4.4. Tổ hợp nội lực xà mái (đơn vị kN, kNm)
|
|
|
|
Tổ hợp cơ bản 1 |
|
|
Tổ hợp cơ bản 2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cấu kiện |
Tiết diện |
Nội lực |
|
|
Nmax |
|
|
|
|
Nmax |
|
||
|
|
|
M+max; Ntu; Vtu |
M-max; Ntu; Vtu |
|
|
|
M+max; Ntu; Vtu |
M-max; Ntu; Vtu |
|
|
|
|
|
|
|
M+tu; Vtu |
|
M-tu; Vtu |
M+tu; Vtu |
|
M-tu; Vtu |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tải trọng |
4;17 |
4;5;7 |
|
|
4;5;7 |
4;10;14;18 |
4;6;8;12;14 |
|
|
4;6;8;12;16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
299.90 |
-257.04 |
|
|
-257.04 |
288.50 |
-256.19 |
|
|
-252.33 |
|
|
1-1 |
|
|
|
- |
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
N |
40.98 |
-52.70 |
|
-52.70 |
26.81 |
-54.78 |
|
-58.22 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
50.15 |
-62.20 |
|
|
-62.20 |
45.61 |
-59.57 |
|
|
-58.83 |
|
Đoạn 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tải trọng |
4;17 |
4;19 |
4;21 |
|
|
4;6;10;14;18 |
4;8;12;14;20 |
4;22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
114.39 |
-68.92 |
38.14 |
|
|
120.32 |
-96.76 |
32.39 |
|
|
|
|
2-2 |
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
- |
|
|
N |
43.27 |
5.73 |
71.39 |
|
17.07 |
-12.35 |
61.96 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
37.07 |
11.83 |
37.72 |
|
|
21.52 |
2.32 |
32.12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tải trọng |
4;17 |
4;19 |
4;21 |
|
|
4;6;10;14;18 |
4;8;12;14;20 |
4;22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
114.39 |
-68.92 |
38.14 |
|
|
120.32 |
-96.76 |
32.39 |
|
|
|
|
1-1 |
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
- |
|
|
N |
41.88 |
5.29 |
69.96 |
|
16.27 |
-12.43 |
60.74 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
38.63 |
12.03 |
40.31 |
|
|
22.13 |
1.86 |
34.36 |
|
|
|
Đoạn 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tải trọng |
4;5;7 |
4;21 |
4;21 |
|
|
4;6;8 |
4;10;14;22 |
4;22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
72.78 |
-48.48 |
-48.48 |
|
|
68.98 |
-46.16 |
-40.15 |
|
|
|
|
2-2 |
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
- |
|
|
N |
-22.84 |
62.73 |
62.73 |
|
-21.68 |
46.90 |
55.33 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
4.06 |
-11.14 |
-11.14 |
|
|
3.85 |
-6.68 |
-9.83 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 28 |
Đồ án kết cấu thép 2
5. Kiểm tra tiết diện cột, xà 5.1. Kiểm tra tiết diện cột 5.1.1. Thông s ố chung
Hình 5.1. Tiết diện ngang cột
Cột chịu nén lệch tâm, ti ết diện đối xứng, đặc. Nội lực lớn nhất M, N, V lấy ở tiết diện chân c ột.
- Nội lực tính toán:
Bảng 5.1. Các trường hợp nội lực
Đặc điểm thành phần nội lực |
M (daNm) |
N (daN) |
V (daN) |
|
|
|
|
|
|
Trường hợp 1 |
M+max, Ntư, Vtư |
68385 |
294 |
13704 |
Trường hợp 2 |
Nmax, Mtư, Vtư |
-18795 |
-26977 |
-4452 |
|
|
|
|
|
Trường hợp 3 |
M-max, Ntư, Vtư |
-53397 |
-11699 |
-9212 |
- Vật liệu: Thép CCT34
f = 2100 daN/cm2
E = 2.1x106 daN/cm2
- Kích thước hình học tiết diện cột:
Bảng 5.2. Kích thước hình học tiết diện
C.cao TD |
Cánh trên |
B ản bụng |
Cánh d ưới |
|||
|
|
|
|
|
|
|
h (mm) |
bf (mm) |
tf (mm) |
hw (mm) |
tw (mm) |
bf (mm) |
tf (mm) |
750 |
300 |
20 |
710 |
12 |
300 |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
- Đặc trưng hình học tiết diện cột:
Bảng 5.3. Đặc trưng hình học tiết diện
|
Jx |
Wx |
rx |
Jy |
Wy |
ry |
A |
|
|
(cm4) |
(cm3) |
(cm) |
(cm4) |
(cm3) |
(cm) |
(cm2) |
|
|
195701.1 |
5218.7 |
30.88 |
9010.2 |
600.7 |
6.63 |
205.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
|
|
- 28 |
Đồ án kết cấu thép 2
- Chiều dài tính toán c ột:
Trong mặt phẳng khung lx: cho phép tính lx=m.H với hệ số chiều dài tính toán m
(Bảng 5.4), phụ thuộc vào tham số:
GT = b.Ic
H.Ixà
Trong đó: b, H - chiều dài nửa xà, chiều cao cột;
Ic, Ixà mô men quán tính c ủa cột và xà (lấy ở tiết diện cách nút khung 0,4b). (Theo tiết diện xà đã ch ọn sơ bộ tính được Ixà = 51312.14 cm4)
|
G |
|
= |
|
12´ |
195701.1 |
= 4.015 ; |
|
|
|
|
|||||
|
T |
11.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
´ |
51312.14 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Bảng 5.4. Hệ sốm theo GT |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
GT |
|
0 |
|
|
0,5 |
|
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
4,0 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
m |
1,00 |
|
1,10 |
|
1,15 |
1,23 |
1,30 |
1,35 |
1,40 |
1,47 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
GT |
5,0 |
|
6,0 |
|
8,0 |
10 |
15 |
20 |
30 |
50 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
m |
1,50 |
|
1,60 |
|
1,70 |
1,75 |
1,83 |
1,90 |
1,95 |
2,00 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tra bảng 5.4 được m = 1.471
Chiều dài tính toán c ột trong mặt phẳng uốn: lx=m.H = 1.471x11.4 = 16.77 (m)
- Chiều dài tính toán c ột ngoài mặt phẳng uốn ly lấy bằng khoảng cách hai điểm ngăn cản chuyển vị cột theo phương ngoài mặt phẳng uốn, tức là khoảng cách 2 điểm
giằng cột. Theo sơ đồ bố trí hệ giằng ta có : ly = 6.4(m)
5.1.2. Kiểm tra điều kiện khống chế độ mảnh
- Độ mảnh cột:
λ |
|
|
l |
x |
1677 |
= 54.3;λ |
|
|
ly |
|
640 |
|
96.58 |
|
|
x |
= |
|
= |
|
y |
= |
|
= |
|
= |
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
rx |
30.88 |
|
|
ry |
|
6.63 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- Độ mảnh qui ước của cột:
|
|
|
|
. |
|
f |
|
⇒ |
|
|
x =54.3´ |
|
2100 |
= 1.72 |
|
||||
|
λ x= λ |
|
λ |
|
|
||||||||||||||
|
|
2.1´ 106 |
|
||||||||||||||||
|
|
|
x |
|
|
E |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
. |
|
f |
|
⇒ |
|
y =96.58´ |
|
2100 |
|
= 3.05 |
|
||||
|
λ y= λ |
|
λ |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
2.1´ 106 |
|
|||||||||||||||
|
|
|
y |
|
|
E |
|
|
|
|
|||||||||
- Độ mảnh giới hạn của cột: theo bảng 25 TCXDVN 338:2005: |
|
||||||||||||||||||
[ l ] = 180 – 60.a Với a= |
|
|
N |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
je .A.f.gc |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
|
|
|
- 29 |
|
Đồ án kết cấu thép 2
[ l ] ≥180-60*0,5 = 150
Max (lx; ly) = ly = 96.58 < [ l ] = 150 (Thoả mãn )
5.1.3. Kiểm tra điều kiện bền
a) Trường hợp 1:
Với cặp nội lực 1: (M = 68385 daNm; N= 294 daN; V= 13704 daN)
- Độ lệch tâm t ương đối: m = |
e |
= |
M |
´ |
A |
= |
68385 ´102 |
´ |
205.2 |
= 914.6 |
|
r |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
N W |
294 |
5218.7 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
- Độ lệch tâm tính đổi: me = hm ® me |
> m > 20 |
|
|
|
|
Cần kiểm tra điều kiện bền theo các công th ức: s =
s = |
294 |
+ |
|
68385 ´102 |
|
= 1311.8 < fgc |
|
205.2 |
|
|
|
||||
|
5218.7 |
|
|
|
|||
s = |
294 |
- |
68385 ´102 |
|
= -1308.9 ⇒ |
|
|
|
|
|
205.2 5218.7
N±M £ f.gc
An WX
= 2100(daN / cm2 ) (Thoảmãn )
s < fgc = 2100(daN / cm2 )
(Thoảmãn )
b) Trường hợp 2:
Với cặp nội lực 2: (M = -18795 daNm; N= -26977 daN; V= -4452 daN)
- Độ lệch tâm t ương đối: m = |
e |
= |
M |
´ |
A |
= |
18795 ´102 |
´ |
205.2 |
= 2.74 |
|
r |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
N W |
26977 |
5218.7 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
- Hệ sốh kể đến ảnh hưởng hình dạng của tiết diện lấy theo bảng D.9 phụ lục D TCXDVN 338:2005 ta có: h = 1.45
- Độ lệch tâm tính đổi: me = hm=1.45´2.74=3.96<20
®Không c ần tính toán về bền
c) Trường hợp 3:
Với cặp nội lực 3: (M = -53397 daNm; N= -11699 daN; V= -9212 daN)
- Độ lệch tâm t ương đối: m = |
e |
= |
M |
´ |
A |
= |
53397 ´102 |
´ |
205.2 |
= 17.95 |
|
r |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
N W |
11699 |
5218.7 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
- Hệ sốh kể đến ảnh hưởng hình dạng của tiết diện lấy theo bảng D.9 phụ lục D TCXDVN 338:2005 ta có: h = 1.17
- Độ lệch tâm tính đổi: me = hm=1.17´17.95=21.02>20
Cần kiểm tra điều kiện bền theo các công th ức: s = |
N |
± |
M |
£ f.gc |
|
|
|
|
|||
|
An |
WX |
|
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Đồ án kết cấu thép 2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s = |
11699 |
+ |
|
53397 ´102 |
|
= 1080.2 < f gc = 2100(daN / cm 2 ) (Thoả mãn ) |
|
|||||
|
|
|
|
|||||||||
205.2 |
5218.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
s = |
11699 |
- |
53397 ´102 |
|
= -966.17 ⇒ |
|
s |
|
< fgc = 2100(daN / cm2 ) |
|
||
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
||||||||||
205.2 |
5218.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
(Thoả mãn )
5.1.4. Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể trong mặt phẳng khung
a) Trường hợp 1:
Với cặp nội lực 1: (M = 68385 daNm; N= 294 daN; V= 13704 daN)
Ta có me > 20, do đó cần kiểm tra ổn định tổng thể như với cấu kiện chịu uốn
(mômen M) theo công thức:
M £ fgc
fb Wc
Tính jb theo phụ lục E, TCXDVN 338:2005 (phụ thuộc hệ sốa và hệ sốy như trong dầm có cánh ch ịu nén với một điểm cố kết ở giữa nhịp):
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
||
- Tính hệ số: |
α =8. |
lo .tf |
|
. 1+ |
a.tw |
|
|
; |
|
|
|
|
|||
|
|
b f .t3f |
|
|
|
|
|||||||||
|
h fk .b f |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Trong đó: |
lo = 6.4 m ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
hfk – khoảng cách tr ọng tâm hai b ản cánh: h fk = 73 cm; |
|
|||||||||||||
|
a = 0.5hfk = 36.5 cm; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
640 ´ 2 |
2 |
|
|
|
|
36.5 ´1.23 |
|
|
|
||||
|
® α =8´ |
|
|
|
|
´ |
1+ |
|
|
= 3.45 |
|
||||
|
|
|
|
30 ´ 23 |
|
||||||||||
|
|
73 ´ 30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Từ 0.1
ψ =1.14ψ1=1.14´(2.25+0.07α)=1.14´(2.25+0.07´3.45)=2.84
- Tính hệ số: φ=ψ |
Iy |
h 2 |
E |
= 2.84 |
´ |
9010.2 |
|
´ |
|
75 |
2 |
´ |
2.1´106 |
|
||||
|
|
. |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
1 |
Ix |
l0 |
|
f |
|
|
195701.1 |
|
640 |
|
2100 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
® φ b =0.68+0.21φ1=0.68+0.21´1.8=1.06 >1
® φb =1
M |
= |
68385 ´102 |
= 1310.4 < fγc = 2100(daN / cm2 ) |
|
φb.Wc |
|
|
||
1´ 5218.7 |
|
|
b) Trường hợp 2:
= 1.8 > 0.85
(Thoảmãn )
Với cặp nội lực 2: (M = -18795 daNm; N= -26977 daN; V= -4452 daN) Độ lệch tâm tính đổi: me= 3.96 < 20 . cần kiểm tra ổn định tổng thể.
Hệ số uốn dọc je lấy theo bảng D.10 phụlục D TCXDVN 338:2005: je= 0.275
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 31 |
Đồ án kết cấu thép 2
N |
= |
26977 |
= 477.7(daN / cm 2 ) <fgc =2100 |
(Thỏa mãn) |
|
|
|
|
|||
φeA 0.275´205.2 |
|
|
|
c) Trường hợp 3:
Với cặp nội lực 3: (M = -53397 daNm; N= -11699 daN; V= -9212 daN)
Độ lệch tâm tính đổi me= 21.02 > 20, do đó cần kiểm tra ổn định tổng thể như vớicấu kiện chịu uốn (mômen M) theo công thức:
M £ fgc
fb Wc
Ở trường hợp 1) ta đã tính được hệ số φb =1.
® |
M |
= |
53397 ´102 |
= 1023.2 < fγc = 2100(daN / cm2 ) (Thoả mãn ) |
|
φb.Wc |
|
|
|||
|
1´ 5218.7 |
|
|
5.1.5. Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể ngoài m ặt phẳng khung
N |
£ fgc |
|
|
|
|
c.jy.A |
|
|
|
|
Trong đó: hệ số c kể đến ảnh hưởng của mô men uốn Mx và hình dáng ti ết diện đến ổn định của cột theo phương vuông góc với mặt phẳng uốn (phương ngoài mặt phẳng
uốn). c phụ thuộc vào mx: mx=Mx´A N Wx
Cột bị khống chế chuyển vị theo phương vuông góc với mặt phẳng tác d ụng của mômen nên momen M x là mômen lớn nhất trong khoảng 1/3 giữa của chiều dài cột, nhưng không nhỏ hơn 0,5 lần mômen lớn nhất trên c ả chiều dài thanh)
a) Trường hợp 1:
Với cặp nội lực 1: (M = 68385 daNm; N= 294 daN; V= 13704 daN)
(Do cột chịu kéo, ko chịu nén nên không phải kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng khung).
Mômen lớn nhất tại 1/3 chiều dài giữa cột cùng t ổ hợp lực với cặp nội lực 1:
Mx = 31863 < 68385/2 = 34193 chọn Mx = 34193 daNm
mx = |
34193 ´102 |
´ |
205.2 |
= 457.3 >10 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
294 |
|
|
5218.7 |
|
|
|
|||
® c = |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1+ mx |
φy |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
φb |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Hệ số uốn dọc jyđối với trục y-y của tiết diện được xác |
định bằng tra bảng D.8, |
|
|||||||||
TCXDVN 338:2005 tương ứng với λy =96.58®jy= 0.608;jb= 1 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Đồ án kết cấu thép 2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Do đó: |
c = |
|
|
|
1 |
|
|
= 0.0036 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1+ 457.3 ´ |
0.608 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
= |
294 |
= 657.6 |
< fγc |
= 2100(daN / cm2 ) |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
0.0036 ´ 0.608 ´ 205.2 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(Thoảmãn )
b) Trường hợp 2:
Với cặp nội lực 2: (M = -18795 daNm; N= -26977 daN; V= -4452 daN)
Mômen lớn nhất trên |
đoạn 1/3 chiều dài giữa cột cùng t ổ hợp với cặp nội lực 2: |
|
||||||||||||||||||||||||
Mx = 15036 > 18795/2 = 9398 chọn Mx = 15036daNm |
|
|||||||||||||||||||||||||
mx = |
15036 ´102 |
|
´ |
205.2 |
= 2.19 < 5 |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
26977 |
|
|
|
5218.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
® c = |
|
|
β |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1+α.mx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Hệ sốa,b lấy theo bảng 16 TCXDVN 338:2005: |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
α =0.65+0.05mx |
|
= 0.65 + 0.05 ´ 2.19 = 0.76 |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.1´106 |
|
|
|
||
Độ mảnhλy =96.58 <λc |
= 3.14 |
|
|
E |
= 3.14 |
|
= 99.3 nên b= 1 |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
2100 |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
|
|
||||||||
c = |
|
|
|
β |
= |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
= 0.375 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
1+α.mx |
1+ 0.76 ´ 2.19 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
N |
|
= |
|
|
|
|
26977 |
|
|
|
|
|
= 576.5 < fγc = 2100(daN / cm2 ) |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
´ 0.608 ´ 205.2 |
|
||||||||||||||||||
|
|
0.375 |
|
|
|
|
(Thoảmãn )
c) Trường hợp 3:
Với cặp nội lực 3: (M = -53397 daNm; N= -11699 daN; V= -9212 daN)
Mômen lớn nhất trên |
đoạn 1/3 chiều dài giữa cột cùng t ổ hợp với cặp nội lực 3: |
|
|||||||||||
Mx = 27135 > 53397/2 =26699 chọn Mx = 27135 daNm |
|
||||||||||||
mx = |
27135 ´102 |
´ |
205.2 |
= 9.12 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
11699 |
|
|
5281.7 |
|
|
|
||||
Do 5 < mx = 8.2 < 10 nên h ệ số c tính theo công thức: |
|
||||||||||||
c = c5 (2 - 0.2mx ) + c10 (0.2mx-1) |
|
|
|||||||||||
+ Tính hệ số c5: (với mx =5) α= 0.65 + 0.05mx |
= 0.65 + 0.05 ´ 5 = 0.9 |
|
|||||||||||
c5 = |
|
|
β |
= |
|
|
1 |
|
= 0.1818 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
1+ 0.9 ´ |
5 |
|
|||||||||
1+α.mx |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 33 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Đồ án kết cấu thép 2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ Tính hệ số c10: (với mx =10) c10 = |
1 |
|
|
= |
1 |
|
|
= 0.141 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1+ mx |
φy |
1+ 10 ´ |
0.608 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||||
|
φb |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c = c5 (2 - 0.2mx ) + c10 (0.2mx- 1)
= 0.1818 ´ (2 - 0.2 ´ 9.12) + 0.141´ (0.2 ´ 9.12 - 1) = 0.148
N |
= |
11699 |
= 632.1 |
< fγc |
= 2100(daN / cm2 ) |
|
|
|
|
||||
|
0.148 ´ 0.608 ´ 205.2 |
|
||||
|
|
|
|
|
(Thoả mãn )
5.1.6. Kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh cột
Bản cánh ph ải đảm bảo điều kiện ổn định cục bộ theo công thức:
|
b 0f |
|
£[ |
|
b0 |
] ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Trong đó: |
b0f |
= |
bf- tw |
= |
30 - 1.2 |
= 14.4 |
® |
b0f |
= |
14.4 |
= 7.2 |
|
|||
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
t f |
|
|
|||||||||||
|
|
|
2 |
2 |
|
|
2 |
|
|
Tra bảng 35 TCXDVN 338: 2005 được độ mảnh giới hạn của phần bản cánh nhô ra của cột (độ mảnh quy ước l tính theo: 0.8 £l = min( lx,ly ) £ 4 ®l=1.72 )
b0f |
|
|
|
|
( |
|
|
|
|
|
) |
|
E |
|
= ( 0.36 |
+ 0.10 ´ 1.72) |
2.1´106 |
|
|
||
|
= |
0.36 |
+ 0.10l |
|
= 16.81 |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
t f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
|
|
2100 |
|
|
||||
|
|
b0f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
® |
|
= 7.2 £ |
|
b0f |
|
= 16.81 |
|
(Thoảmãn ) |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
tf |
|
|
|
|
tf |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.1.7. Kiểm tra ổn định cục bộ bản bụng cột
Bản bụng phải đảm bảo điều kiện ổn định cục bộ theo công thức:
h w |
£ |
|
hw |
|
; |
hw |
= |
71 |
= 59.17 |
|
|
|
|
||||||||
t w |
|
t w |
|
|
||||||
|
tw |
|
1.2 |
|
|
a,Trường hợp 1: Với cặp nội lực 1: (M = 68385 daNm; N= 294 daN; V= 13704 daN)
Trường hợp 3: Với cặp nội lực 3: (M = -53397 daNm;N= -11699 daN; V= -9212 daN)Độ lệch tâm tính đổi me> 20, do đó cần kiểm tra ổn định bản bụng như với cấu kiệnchịu uốn theo công thức:
hw |
£ 3.2 |
|
E |
|
; |
hw |
= 59.17 < 3.2 |
2.11´106 |
= 101.2 ; |
tw |
f |
t w |
2100 |
|
® Bản bụng không m ất ổn định cục bộ.
|
hw |
= 59.17 < 2.3 |
|
E |
|
= 2.3 |
|
2.1´106 |
|
= 72.32 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
t w |
f |
2100 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 34 |
|
Đồ án kết cấu thép 2
® Không c ần thêm sườn gia cường. b, Trường hợp 2:
Với cặp nội lực 2: (M = -18795 daNm; N= -26977 daN; V= -4452 daN)
Điều kiện ổn định tổng thể của cột được quyết định bởi điều kiện ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng uốn nên c ần phải tính hệ số α và ứng suất tiếp trunh bình t.
s = |
N |
+ |
|
M |
.y1 |
= |
|
|
26977 |
|
+ |
|
18795 ´102 |
|
|
´ 35.5 = 472.4(daN / cm2 ) |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
Ix |
|
|
205.2 |
195701.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
s = |
N |
- |
M |
.y1 |
= |
|
26977 |
- |
18795 ´102 |
|
|
|
´ 35.5 = -209.5(daN / cm2 ) |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
Ix |
|
|
205.2 |
195701.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t = |
|
|
|
|
|
V |
|
= |
4452 |
|
|
|
= 52.25(daN / cm2 ) daN/cm2. |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tw .hw |
1.2 ´ 71 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
® a =s - s1 |
= |
472.4 - (-209.5) |
= 1.44 >1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
472.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
β =1.4 |
( |
2α- 1 |
τ |
= 1.4 ´ (2 ´ 1.44 - 1) ´ |
52.25 |
= 0.292 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
) |
σ |
|
472.4 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2α-1).E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
® |
hw |
|
|
|
= 4.35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tw |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σ(2- α + α 2+4β2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
= 4.35 ´ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2 ´ 1.44 - 1) ´ 2.1´106 |
|
|
= 274 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
472.4 ´ (2 - |
1.44 + 1.442+ 4 ´ 0.2922 ) |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.1´10 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
3.8 |
|
|
|
|
|
= 3.8 |
|
|
|
|
|
= 120.67 < 274 ® Lấy |
hw |
|
= 120.167 |
để so sánh. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tw |
|
|
|||||||
|
h w |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
® |
|
|
= 59.17 < |
hw |
|
|
|
= 120.167 ®Bản bụng không mấtổnđịnh cục bộ. |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t w |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tw |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
hw |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 2.3 |
|
2.1´106 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
= 59.17 < 2.3 |
|
|
|
E |
|
= 72.32 ®Không cần thêm sườn gia cường. |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
t w |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
2100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.1.8. Tính liên kết hàn b ản cánh và bản bụng cột
Liên k ết bản cánh và b ụng cột tổ hợp chịu lực cắt V sinh ra do uốn dọc, chọn cặp nội lực gây c ắt lớn nhất để tính: (cặp nội lực 1: M = 65952 daNm; N= 51 daN; V= 13505
daN).
Chiều cao đường hàn cánh – b ụng:
hf ³ |
Vv .Sf |
|
|
2.(β.f w )min .Ix .γc |
|
|
|
|
|
|
|
Trong đó:Vv = 13704 daN |
|
|
|
Sf = 2190 cm3 – Mô men tĩnh của 1 bản cánh c ột với trục x-x. |
|
|
|
Nguyễn Như Hoàng_BM Công trình Thép G ỗ |
- 35 |
|
Đồ án kết cấu thép 2
(β.fw)min= 1260 – Cườngđộtính toánđường hàn với quen hàn N42.
® hf |
³ |
|
13704 ´ 2190 |
|
= 0.06cm |
|
|
´ 1260 ´ 195701.1´1 |
|
||||
|
2 |
|
|
Liên k ết cánh và b ụng cột được lấy theo cấu tạo: đường hàn dài suốt chiều dài cột và lấy hf = 6 mm.
5.2. Kiểm tra tiết diện xà:
5.2.1. Kiểm tra tiết diện tại nách khung
a) Thông s ố chung
- Nội lực tính toán: M = 29990 daN.m; N = 4098 daN; V = 501 5 daN
- Vật liệu: Thép CCT34: f = 2100 daN/cm2; E = 2,1.106 daN/cm2
Hình 5.2. Tiết diện xà t ại nách khung
- Kích thước hình học tiết diện:
Bảng 5.5. Kích thước hình học tiết diện
C.cao TD |
Cánh trên |
B ản bụng |
Cánh d ưới |
|||
|
|
|
|
|
|
|
h (mm) |
bf (mm) |
tf (mm) |
hw (mm) |
tw (mm) |
bf (mm) |
tf (mm) |
750 |
300 |
16 |
718 |
10 |
300 |
16 |
|
|
|
|
|
|
|
- Chiều dài tính toán xà:
Trong mặt phẳng khung: lx = 24 m
Ngoài mặt phẳng khung: ly là khoảng cách hai xà g ồ; ly = 1.182 m. - Đặc trưng hình học tiết diện xà: