Hướng dẫn đồ án kết cấu thép 2

Nội dung Text: Đồ án Kết cấu thép 2: Thiết kế nhà công nghiệp

1. ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 GVHD: TS Hoàng Bắc An Lời nói đầu. Môn học kết cấu thép là một môn học quan trong của ngành xây dựng. Vì vậy đồ án kết cấu thép 2 là một trong những đồ án lớn và khó của sinh viên khoa xây dựng. Trong quá trình làm đồ án là thời gian sinh viên học hỏi được nhiều kiến thức từ những lý thuyết sách vở cho đến những kiến thức thực tế, những kiến thức đó được truyền đạt từ giảng viên thông qua đồ án đề sinh viên có thể thiết kế công trình phù hợp với thực tiễn. Việc làm đồ án giúp sinh viên hiểu hơn về lý thuyết và rèn luyện them các kỹ năng cho bản thân như làm thuyết minh, hiểu và dựng bản vẽ và kỹ năng bảo vệ đồ án trước giảng viên. Trong đồ án kết cấu thép 2 này, em được giao thiết kế một nhà công nghiệp gần với thực tế. Với những kiến thức cơ bản và cũng có những hạn chế do chưa hiểu thấu đáo hết nội dung nên đồ án không thể tránh khỏi các sai sót. Những sai sót trong bài và những chi tiết chưa phù hợp với thực tiễn mong nhận được sự góp ý và hướng dẫn của giảng viên để em có thể đúc kết them kiến thức cho chính bản thân mình. Trong quá trình làm đồ án em chân thánh cảm ơn sự nhiệt tình hướng dẫn của thầy Hoàng Bắc An là giảng viên phụ trách lớp học phần đã hướng dẫn và giải đáp các thắc mắc của em trong chính đố án này. Chân thành cảm ơn thầy. Sinh viên thực hiện. Lý Văn Vinh. SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2 MSSV: 13520801452 Trang 1
2. ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 GVHD: TS Hoàng Bắc An Mục lục Lời nói đầu. ................................................................................................................. 1 Mục lục ........................................................................................................................ 2 CHƯƠNG MỞ ĐẦU: NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ....................................................... 6 0.1. Mục đích yêu cầu của đồ án:....................................................................................... 6 0.2. Nội dung và khối lượng yêu cầu:................................................................................. 6 0.2.1. Đề tài và số liệu:................................................................................................... 6 0.2.2. Khối lượng yêu cầu:............................................................................................. 7 CHƯƠNG 1: CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU .................................................................. 8 1.1. Sơ đồ khung ngang và kết cấu của một nhà công nhiệp:............................................ 8 1.1.1. Sơ đồ kết cấu nhà công nghiệp 1 tầng:................................................................ 8 1.1.2. Sơ đồ khung ngang.............................................................................................. 8 1.2. Kích thước chính của khung ngang:............................................................................ 8 1.2.1. Kích thước cột:..................................................................................................... 8 1.2.2. Kích thước dàn:................................................................................................... 9 1.3. Hệ giằng:................................................................................................................... 12 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN KHUNG NGANG ....................................................... 14 2.1. Tính toán tải trọng tác dụng lên khung:...................................................................... 14 2.1.1. Tải trọng tác dụng lên dàn:................................................................................. 14 2.1.2. Tải trọng tác dụng lên cột:.................................................................................. 14 2.1.2.1. Do phản lực của dàn: ........................................................................ 14 2.1.2.2. Do trọng lượng dầm cầu chạy: ........................................................ 14 2.1.2.3. Do áp lực đứng của bánh xe cầu chạy: ............................................ 14 2.1.2.4: Do lực hãm của xe con: ..................................................................... 15 2.1.2.5: Tải trọng hệ giằng cột, tole tường: .................................................. 16 2.1.3. Tải trọng gió lên khung:...................................................................................... 16 2.2. Tính nội lực khung:.................................................................................................... 17 2.2.1. Sơ đồ tính của khung:........................................................................................ 17 2.2.2. Biểu đồ nội lực cột trục A:.................................................................................. 20 2.2.2.1: Tĩnh tải: ............................................................................................. 20 2.2.2.2: Hoạt tải: ............................................................................................ 21 2.2.2.7. Tính khung với tải trọng gió trái: ...................................................... 22 2.2.2.8. Tính khung với tải trọng gió phải: .................................................... 23 SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2 MSSV: 13520801452 Trang 2
3. ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 GVHD: TS Hoàng Bắc An 2.2.2.3. Tính khung với momen cầu chạy trái: .............................................. 24 2.2.2.4. Tính khung với momen cầu chạy phải: ............................................ 26 2.2.2.5. Tính khung với lực hãm trái: ............................................................. 27 2.2.2.6. Tính khung với lực hãm phải: ........................................................... 28 2.3. Xác định nội lực tính toán:......................................................................................... 29 2.3.1. Nguyên tắc tổ hợp nội lực:................................................................................. 29 2.3.2. Bảng tổ hợp nội lực:........................................................................................... 29 2.3.2.1. Nội lực của cột trục A: ..................................................................... 30 2.3.2.2. Tổ hợp nội lực: ................................................................................. 31 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CỘT ................................................................................ 33 3.1. Xác định chiều dài tính toán của cột:......................................................................... 33 3.1.1. Chiều dài tính toán trong mặt phẳng khung:....................................................... 33 3.1.2. Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng khung:...................................................... 33 3.2. Thiết kế tiết diện cột:.................................................................................................. 34 3.2.1. Tiết diện cột trên:............................................................................................... 34 3.2.1.1. Dạng tiết diện: .................................................................................. 34 3.2.1.2. Chọn tiết diện: .................................................................................. 34 3.2.1.3. Kiểm tra tiết diện đã chọn: ............................................................... 35 3.2.2. Tiết diện cột dưới:.............................................................................................. 44 3.2.2.1. Cấu tạo cột: ...................................................................................... 44 3.2.2.2. Chọn tiết diện: .................................................................................. 44 3.2.2.3. Kiểm tra tiết diện từng nhánh cột tại chân cột: ............................... 46 3.2.2.4. Kiểm tra ổn định toàn cột phương trục ảo với ngẫu lực do lực dọc hai nhánh gây ra: ............................................................................................. 49 3.3. Thiết kế các chi tiết cột:............................................................................................. 52 3.3.1. Nối cột trên với phần cột dưới – vai cột:............................................................. 52 3.3.1.1. Mối nối hai phần cột: ....................................................................... 52 3.3.1.2. Cấu tạo và tính toán vai cột: ............................................................. 53 3.3.2. Chân cột – liên kết cột với móng:....................................................................... 55 3.3.2.1. Cấu tạo chân cột: .............................................................................. 55 3.3.2.2. Tính toán chân cột cho từng nhánh cột: ............................................ 56 SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2 MSSV: 13520801452 Trang 3
4. ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 GVHD: TS Hoàng Bắc An 3.3.2.3. Tính toán liên kết chân cột với móng – Bu lông neo. ....................... 62 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO ................................................................. 64 4.1. Sơ đồ và kích thước chính của dàn:.......................................................................... 64 4.2. Tải trọng và nội lực của dàn:..................................................................................... 64 4.2.1. Tải trọng tác dụng lên dàn:................................................................................. 64 4.2.2. Nội lực tính toán các thanh dàn:......................................................................... 65 4.2.3. Tổ hợp nội lực thanh dàn:.................................................................................. 67 4.3. Xác định tiết diện các thanh dàn:............................................................................... 70 4.3.1. Chiều dài tính toán các thanh dàn:..................................................................... 70 4.3.2. Cấu tạo thanh và nút:......................................................................................... 70 4.3.2.1. Những yêu cầu cấu tạo chung của dàn: ........................................... 70 4.3.2.2. Các dạng tiết diện thanh dàn: ........................................................... 70 4.3.3. Thiết kế tiết diện thanh dàn:............................................................................... 71 4.3.3.1. Thiết kế thanh dàn chịu nén đúng tâm: ............................................. 71 4.3.3.2. Kiểm tra thanh dàn đã chọn chịu kéo: ............................................... 73 4.3.4. Kết quả thiết kế tiết diện thanh dàn:................................................................... 73 4.4. Tính toán các chi tiết của dàn:................................................................................... 75 4.4.1. Yêu cầu chung:.................................................................................................. 75 4.4.2. Nút không có nối thanh cánh:............................................................................. 75 4.4.2.1. Chi tiết 3: ........................................................................................... 75 4.4.2.2. Chi tiết 4: ........................................................................................... 76 4.4.2.3. Chi tiết 5: ........................................................................................... 78 4.4.3. Nút có nối thanh cánh:....................................................................................... 79 4.4.3.1. Chi tiết 6: ........................................................................................... 79 4.4.3.2. Chi tiết 7: ........................................................................................... 81 4.4.4. Nút nối ở công trường:....................................................................................... 82 4.4.4.1. Chi tiết 8: ........................................................................................... 82 4.4.4.2. Chi tiết 9: ........................................................................................... 83 4.4.4.3. Chi tiết 10: ......................................................................................... 85 4.4.5. Nút liên kết dàn với cột:...................................................................................... 87 4.4.5.1. Chi tiết 11: ......................................................................................... 87 4.4.5.2. Chi tiết 12: ......................................................................................... 89 SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2 MSSV: 13520801452 Trang 4
5. ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 GVHD: TS Hoàng Bắc An TÀI LIỆU THAM KHẢO. ........................................................................................ 92 SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2 MSSV: 13520801452 Trang 5
6. ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 GVHD: TS Hoàng Bắc An CHƯƠNG MỞ ĐẦU: NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 0.1. Mục đích yêu cầu của đồ án: Đồ án kết cấu thép 2 là đồ án thứ tư của sinh viên khoa xây dựng. Thông qua kiến thức đã được học trên lớp và những hiểu biết được bổ sung them thông qua quá trình làm đồ án đã hỗ trợ them cho sinh viên ở một số mặt như: ­ Giúp sinh viên ôn lại kiến thức đã được học ở học phần kết cấu thép 1 và biết cách vận dụng các kiến thức đó vào một công trình thực tế. ­ Biết thêm về cấu tạo của một công trình thép gồm những bộ phận và cấu trúc ra sao. ­ Giúp sinh viên làm quen với một cách làm một đồ án khác so với các đồ án đã được học trước đây. 0.2. Nội dung và khối lượng yêu cầu: 0.2.1. Đề tài và số liệu: ­ Thiết kế nhà công nghiệp một tầng 2 nhịp gồm: một nhịp chính có cầu trục và một nhịp phụ không cầu trục. Hình 0.1: Sơ đồ nhà công nghiệp một tầng – hai nhịp. ­ Số liệu thiết kế: SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2 MSSV: 13520801452 Trang 6
7. ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 GVHD: TS Hoàng Bắc An + Chiều dài nhà: ∑B = 120 + 6*4 = 144 (m). + Bề rộng nhịp chính AB: L1 = 27m. + Bề rộng nhịp phụ BC: L2 = 15m. + Bước khung: B = 6m. + Sức nâng cầu trục và chế độ làm việc: Q = 30/5 (T) – Nặng. + Cao trình mặt ray: H1 = 12,8 + 0,052x52 = 15,5m. + Chiều cao chênh lệch 2 khung: Hk = 4m. + Mái lộp tôn: độ dốc 10% + Kết cấu mái: nhịp chính – dàn cánh song song. nhịp phụ ­ dầm thép. + Cường độ thép CT34 có: fu = 34 kN/cm2, f = 21 kN/cm2, fv = 12,2 kN/cm2, fc = 30,9 kN/cm2. + Hệ số điều kiện làm việc: γc = 0,9 + Module đàn hồi của thép E = 21000 (kN/cm2) + Bê tông B20 có: Rb = 1,15 kN/cm2, Rbt = 0,09 kN/cm2. + Que hàn N42 có: fwf = 18 kN/cm2, fws = 16,65 kN/cm2. + Bu lông 5.6 có: fvb = 19 kN/cm2, ftb = 21kN/cm2. + Vùng gió II địa hình A có: qo = 0,95 kN/m2 + Liên kết dàn với cột là liên kết cứng. 0.2.2. Khối lượng yêu cầu: ­ Thiết kế sơ đồ kết cấu khung ngang cho nhà công nghiệp một tầng – hai nhịp, xác định hệ giằng. ­ Tính toán tải trọng tác dụng lên khung ngang. ­ Dựng mô hình tính toán bằng phần mềm, xuất kết quả nội lực và tổ hợp nội lực cho cột trục A hoặc B và dàn mái. ­ Tính toán thiết kế cột trục A hoặc B và thiết kế dàn mái. ­ Thiết kế các chi tiết cột và chi tiết nút dàn. ­ Thể hiện bản vẽ khung ngang, các cột – dàn và các chi tiết thiết kế trên 2 bản vẽ A1. SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2 MSSV: 13520801452 Trang 7
8. ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 GVHD: TS Hoàng Bắc An CHƯƠNG 1: CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU 1.1. Sơ đồ khung ngang và kết cấu của một nhà công nhiệp: 1.1.1. Sơ đồ kết cấu nhà công nghiệp 1 tầng: ­ Nhà công nghiệp một tầng là kết cấu được cấu tạo từ các khung ngang liên kết với nhau thông qua các hệ chống dọc lớp trên và hệ giằng dọc lớp dưới. Hệ khung liên kết với nhau được gia cố tang độ cứng cho toàn bộ công trình bằng các hệ giằng cột và các hệ giằng ngang lớp trên và lớp dưới tạo thành một hệ bất biến hình và chịu các tải trọng cục bộ. ­ Các nhà công nghiệp còn có cấu tạo các cửa mái để lấy gió, các cửa mái cũng được bố trí hệ giằng như hệ giằng mái. ­ Với các nhà công nghiệp có chiều dài lớn thì được bố trí các khu nhiệt độ, khi đó công trình được chia thành các khối riêng biệt và cấu tạo như một nhà. ­ Ở các vị trí đầu và cuối một khối nhà các bước cột được bố trí lùi vào một đoạn khoảng 500mm cho việc lắp đặt hệ sườn tường chắn gió. Các hệ sườn tường này cũng có thể được sử dụng ở giữa các bước khung để chịu tải trọng gió giảm tải trọng tác dụng lên khung ngang. 1.1.2. Sơ đồ khung ngang. ­ Khung ngang được cấu tạo bằng các côt và hệ dàn mái. Các cột của nhịp chính là các cột bậc với cột trên là cột đặc và cột dưới là cột rỗng bản giằng do nhà có hệ cầu trục tải trọng 30T (với nhà công nghiệp tải cầu trục dưới 30T sử dụng cột đặc, từ 30­75T nên sử dụng cột rỗng bản giằng và trên 75T thì sử dụng cột rỗng thanh giằng). Cột của nhịp phụ không có cầu trục thì sử dụng cột đặc. ­ Hệ dàn mái là hệ dàn cánh song song đỡ các tấm lợp là tole. Hệ cửa mái dọc nhà với chiều cao sơ bộ là 1,5m và bề rộng là 6m do ngày nay việc lấy gió tự nhiên làm mát bị hạn chế chủ yếu sử dụng thông gió cưỡng bức nên bề rộng cửa mái không lấy lớn như các công thức sơ bộ. 1.2. Kích thước chính của khung ngang: 1.2.1. Kích thước cột: ­ Chọn chiều cao mặt ray tới đỉnh cầu trục Hc dựa theo nhịp của cầu trục: Lk = L1 ­ 2λ = 25,5 (m). tra catalo cầu trục ta được: Hc = 2,75 (m). SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2 MSSV: 13520801452 Trang 8
9. ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 GVHD: TS Hoàng Bắc An ­ Chiều cao mặt ray đến mép dười vì kèo: H2 = Hc + 0,1 + f = 2,75 + 0,1 + 0,15 =3 (m) với: 0,1 (m) là khe hở an toàn giữa cầu trục và vì kèo f là kích thước xét đến độ võng của dàn vì kèo thường chọn 0,15 (m). ­ Chiều cao sử dụng: H = H1 + H2 = 18,5 (m). ­ Chiều cao thực của cột trên từ vai đỡ dầm cầu trục đến mép dàn: Ht = H2 + Hdc + Hr = 3 + 0,7 + 0,2 = 3,9m với: chiều cao dầm cầu trục Hdc = (1/8 : 1/10)B = 0,6 : 0,75 (m) chiều cao của ray Hr thường lấy 0,2 (m). ­ Chiều cao thực cột dưới từ mặt móng đến vị trí thay đổi tiết diện: Hd = H – Ht + H3 = 18,5 – 3,9 + 0,9 = 15,5 (m) với: H3 là phần cột chôn dưới cao trình thường chọn 0,6 – 1 (m). ­ Vì sức cần trục Q = 30T nên ta chọn: + Khoảng cách từ trục định vị đến mép cột; a = 0mm. + Khoảng cách từ tim ray đến trục định vị: λ = 750mm 1 1 ­ Chiều cao tiết diện cột trên: h t = ( )H t = 325 390(mm) và ht thường 12 10 chọn theo bội số của 250mm => chọn ht = 500mm ­ Chiều cao tiết diện cột dưới: hd = a + λ = 750 (mm) 1.2.2. Kích thước dàn: �1 1 � �1 1 � ­ Chiều cao dàn: h dan = � L=� � * 26 = 1,73 3, 25(m) →chọn hdan = � �15 8 � � 15 8 � 1,8m. ­ Độ dốc dàn: i = 10% tương ứng nghiêng một góc 5o43’ ­ Chiều cao cửa mái chọn 1,5m và bề rộng 6m. ­ Chiều cao dầm mái nhịp BC chọn hBC = 500mm. ­ Chiều cao thực cột trục C: HC = (H + 0,9) + hdan – Hk – L2*i – hBC =(18,5 + 0,9) + 1,8 – 4 – 15x0,1 – 0,5 = 15,2m. ­ Yêu cầu kỹ thuật: Khoảng cách nút dàn cánh dưới thường từ 3–6m, ta chọn khoảng cách nút dàn cánh dưới là 3m do mái sử dụng tôn lợp nên khoảng cách xà gồ thiết kế cách nhau 1,5m nên khoảng cách thanh bụng đứng chọn 3m. Góc giữa thanh xiên và thanh cánh dưới thiết kế từ 35–55o. SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2 MSSV: 13520801452 Trang 9
10. ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 GVHD: TS Hoàng Bắc An SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2 MSSV: 13520801452 Trang 10
11. ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 GVHD: TS Hoàng Bắc An Hình 1.1: Kích thước khung ngang. SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2 MSSV: 13520801452 Trang 11
12. ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 GVHD: TS Hoàng Bắc An Hình 1.2: Mô hình dàn mái 1.3. Hệ giằng: ­ Hệ giằng mái cánh trên: gồm thanh chống dọc (xà gồ) và giằng xiên. Thanh chống dọc liên kết các dàn vì kèo thành một khối và được bố trí theo khoảng cách lắp ghép các tấm tôn, nên khoảng cách xà gồ được chọn là 1,5m. Giằng xiên là các thanh chéo chữ thập được bố trí ở hai khoang đầu của mái, khoảng cách các hệ giằng xiên từ 50– 60m; nhà công nghiệp thiết kế có chiều dài 144m nên được thiết kế bốn hệ giằng xiên với khoảng cách các hệ giằng xiên lần lượt là 48–42–48m. ­ Hệ giằng mái cánh dưới: gồm thanh chống dọc, giằng ngang và giằng dọc. Thanh chống dọc cánh dưới bố trí cho 3 vị trí là hai mép dàn là giữa dàn để tạo liên kết các dàn vì kéo. Giằng ngang được bố trí theo vị trí của hệ giằng xiên cánh trên. Giằng dọc được bố trí cho nhà có cần trục làm việc nhằm chịu lực hãm của cần trục, khoảng cách của giằng dọc là 60m với cần trục có chế độ làm việc nặng; công trình còa nhịp chính 27m nên bố trí giằng dọc ở hai khoang đầu theo phương ngang. ­ Hệ giằng đứng: được bố trí theo vị trí hệ giằng ngang, vì nhà không có cầu trục treo nên không cần bố trí giằng đứng dọc suốt nhà. Theo phương ngang thì khoảng cách giằng đứng là 12­15m, nhịp chính 27m nên được bố trí ba vị trí giằng đứng là ở hai đầu gối tựa dàn và giữa dàn. ­ Hệ giằng cột: cũng được bố trí tại vị trí có giằng mái đảm bảo khoảng cách của giằng cột là 75m từ đầu khối đến giằng cột dưới đầu và 50m giữa các hệ giằng cột. Giằng cột gồm giằng trên và giằng dưới; ở gian đầu và cuối của một khối ta sẽ không bố trí hệ giằng dưới. Góc giữa các thanh giằng theo phương ngang là 35­55o do không SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2 MSSV: 13520801452 Trang 12
13. ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 GVHD: TS Hoàng Bắc An phù hợp với điều kiện này nên cột dưới được bố trí thêm thanh chống phụ ở giữa chiều cao cột. SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2 MSSV: 13520801452 Trang 13
14. ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 GVHD: TS Hoàng Bắc An CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN KHUNG NGANG 2.1. Tính toán tải trọng tác dụng lên khung: 2.1.1. Tải trọng tác dụng lên dàn: ­ Tĩnh tải: + Trọng lượng bản thân dàn: sử dụng phần mềm SAP2000 sẽ tự tính trọng lượng bản thân. + Trọng lượng mái: gồm tole và xà gồ • Tải tiêu chuẩn của mái lấy gtcmái = 0,12 kN/m2 • Tải tính toán của mái: gttmái = 0,12*1,1 = 0,132 kN/m2 • Tải mái tác dụng lên khung ngang: gmái = 0,132xB = 0,132*6 = 0,792 kN/m ­ Hoạt tải: + Tải trọng mái là tải trọng sửa chữa được lấy theo tiêu chuẩn qtcmái = 0,3 kN/m2. + Hoạt tải mái tính toán: qttmái = 0,3*1,3 = 0,39 kN/m2 + Tải tác dụng lên khung ngang: qmái = 0,39*6 = 2,34 kN/m 2.1.2. Tải trọng tác dụng lên cột: 2.1.2.1. Do phản lực của dàn: Phản lực của dàn sau khi máy phân tích tính toán sẽ được truyền vào cột. Do không tách dàn ra tính riêng lẻ nên không xét đến phản lực này. 2.1.2.2. Do trọng lượng dầm cầu chạy: ­ Sử dụng công thức Gdcc = αdctL2dct daN với: hệ số trọng lượng bản thân dầm cầu trục lấy từ 24 ÷ 37 cho Q = 20 ÷ 75T, cần trục công trình có sức trục 30T chọn αdct = 27. Ldct là bước cột trong nhà (m).  Gdcc = 27*62 = 972 daN = 9,72 kN. 2.1.2.3. Do áp lực đứng của bánh xe cầu chạy: ­ Thông số cầu trục: SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2 MSSV: 13520801452 Trang 14
15. ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 GVHD: TS Hoàng Bắc An Bề rộng B Đáy K Áp lực bánh xe lên Trọng lượng Trọng lượng toàn (m) (m) ray Pmax (T) xe con (T) cầu trục (T) 6,3 5,1 33 12 56,5 Q +G 30 +56,5 ­ Áp lực nhỏ nhất: Pmin = - Pmax = - 33 =10, 25T 2 2 ­ Vị trí bất lợi của tải trọng cầu trục: sử dụng lý thuyết đường đàn hồi khi các xe di chuyển trên dầm cầu trục. ­ Áp lực lớn nhất và áp lực bé nhất của cần trục tác dụng lên vai cột. Dmax = n.nc.Pmax.Σyi = 1,2x0,9x33x1,933 = 68,9 (T) = 689 (kN) Dmin = n.nc.Pmin.Σyi = 1,2x0,9x10,25x1,933 = 21,4 (T) = 214 (kN) với: n là hệ số vượt tải lấy 1,2. nc là hệ số tổ hợp lấy 0,9 đối với hai cần trục có chế độ làm việc nặng. Σyi là tổng tung độ đường ảnh hưởng phản lực gối tựa dưới các vị trí bánh xe cần trục. 2.1.2.4: Do lực hãm của xe con: ­ Sử dụng công thức: T = n.nc.T1.Σyi To với: T1 là lực ngang tiêu chuẩn của một bánh xe T1 = no To là lực hãm ngang tác dụng lên toàn cầu trục: f (Q + G xc )n ,xc 1 To = = 0, 2x(30 + 12)x = 4, 2(T) n xc 2 no số bánh xe ở một bên cầu trục. SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2 MSSV: 13520801452 Trang 15
16. ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 GVHD: TS Hoàng Bắc An f là hệ số ma sát lấy 0,1 đối với móc mềm và 0,2 với móc cứng. 1 nxc tổng số bánh xe của xe con, n’xc là số bánh xe hãm thường n 'xc = n xc 2 To 4, 2 ­ Ta được: T1 = = = 2,1(T) . no 2 ­ Lực hãm của xe con: T = 1,2*0,9*2,1*1,933 = 4,4 (T) = 44 (kN). 2.1.2.5: Tải trọng hệ giằng cột, tole tường: ­ Tải tiêu chuẩn của tường lấy gtctường = 0,15 kN/m2 ­ Tải tính toán của tường: gtttường = 0,15*1,1 = 0,165 kN/m2 ­ Tải tường tác dụng lên cột: gtường = 0,165xB = 0,132*6 = 0,99 kN/m 2.1.3. Tải trọng gió lên khung: ­ Tải trọng gió: được tính toán theo tiêu chuẩn 2737:1995 ­ Yêu cầu đề tài: vùng gió II có Wo = 95 daN/m2 và địa hình A ­ Áp lực gió phân theo độ cao: W = n.c.k.Wo.B với: n là hệ số vượt tải lấy 1,2 c là hệ số khí động được xác định theo mục 14 Bảng 6 tiêu chuẩn 2737:1995 k là hệ số độ cao tra theo Bảng 5 tiêu chuẩn 2737:1995 B là bước khung 6m Hình 2.1. Hệ số khí động. ­ Áp lực gió tác dụng khi gió thổi từ trái sang phải: Điểm Cao độ (m) Hệ số khí động c Hệ số độ cao k Áp lực gió q (daN/m) 1 10 +0,8 1 547,2 2 20,3 +0,8 1,292 707 3 21,35 ­0,2 1,3 ­177,8 4 22,85 +0,6 1,313 538,9 5 23,15 ­0,7 1,315 ­629,6 SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2 MSSV: 13520801452 Trang 16
17. ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 GVHD: TS Hoàng Bắc An 6 22,85 ­0,6 1,313 ­538,9 7 21,35 ­0,5 1,3 ­444,6 8 20,3 ­0,6 1,292 ­530,2 9 16,3 ­0,5 1,253 ­428,5 10 14,8 ­0,5 1,238 ­423,4 11 10 ­0,5 1 ­342 ­ Áp lực gió tác dụng khi gió thổi từ phải sang trái: Điểm Cao độ (m) Hệ số khí động c Hệ số độ cao k Áp lực gió q (daN/m) 1 10 ­0,5 1 ­342 2 20,3 ­0,5 1,292 ­441,9 3 21,35 ­0,5 1,3 ­444,6 4 22,85 ­0,6 1,313 ­537,6 5 23,15 +0,6 1,315 539,7 6 22,85 +0,3 1,313 269,4 7 21,35 ­0,3 1,3 ­266,8 8 20,3 +0,7 1,292 618,6 9 16,3 ­0,2 1,253 ­171,4 10 14,8 +0,8 1,238 677,4 11 10 +0,8 1 547,2 ­ Khi gán tải trọng gió lên mái khi gán là gán vuông góc với mái nên phải nhân theo chiều dài nhận gió ở phương nghiêng. 2.2. Tính nội lực khung: 2.2.1. Sơ đồ tính của khung: ­ Khung được giao thiết kế là khung một tầng – hai nhịp nên mô hình được dựng là một tầng – hai nhịp. ­ Hệ dàn mái được mô phỏng theo hệ dàn mái thiết kế cho công trình, không có sự quy đổi hệ dàn thành thanh tương đương. Các thanh trong hệ dàn được giải phóng liên kết khớp như các lý thuyết tính và những gì đã học. ­ Cột chính trong khung (trục A & B) là cột bậc được mô hình theo tính toán trọng tâm tiết diện từng cấu kiện. Với cột rỗng được mô phỏng thành hai nhánh cột làm việc tương quan với hệ bản giằng là các thanh nối có tiết diện theo tiết diện bản giằng. ­ Các cấu kiện nhịp phụ là các cấu kiện đặc mô phỏng bằng từng tim trục. ­ Liên kết gối của cột là liên kết ngàm của toàn cột và đất. Tuy nhiên với cột rỗng đó là liên kết gối cố định của từng nhánh cột với đất. Cột rỗng được cấu tạo hai nhánh liên kết với nhau bằng bản giằng thành một cấu kiện chung (giống một hệ dàn) với hai liên kết gối cố định sẽ ngăn cản chuyển vị xoay chân cột rỗng, lúc đó mỗi nhánh SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2 MSSV: 13520801452 Trang 17
18. ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 GVHD: TS Hoàng Bắc An cột chủ yếu là lực dọc nhưng xét toàn cột sẽ xuất hiện momen trong mặt phẳng làm việc của cột (một ngẫu lực hình thành từ lực dọc hai nhánh). SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2 MSSV: 13520801452 Trang 18
19. ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 GVHD: TS Hoàng Bắc An Hình 2.1. Sơ đồ mô phỏng khung trong phần mềm SAP2000. SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2 MSSV: 13520801452 Trang 19
20. ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 GVHD: TS Hoàng Bắc An 2.2.2. Biểu đồ nội lực cột trục A: 2.2.2.1: Tĩnh tải: Lực dọc N (kN) Lực cắt Q (kN) Momen M (kNm) SVTH: Lý Văn Vinh – XD13/A2 MSSV: 13520801452 Trang 20