Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6
Thuyết minh
Đồ án môn học : Kết cấu thép
Yêu cầu Thiết kế: Khung ngang nhà Công nghiệp 1 tầng, 1 nhịp.
Phần I : Tính toán chung
Các số liệu của nhà :
- Nhịp khung : L = 24(m)
- Sức trục : Q = 50(Tấn)
- Cao trình đỉnh ray: H
1
= 9,5(m)
- áp lực gió tiêu chuẩn: W
o
= 95(daN/m
2
)
- Bớc khung : B = 6(m)
- Chiều dài nhà : 17B = 17x6 = 102(m)
- Chiều cao dầm cầu trục : H
dct
= 700(mm)
- Chiều sâu chôn cột : H
3
= 800(mm)
- Có 2 cần trục làm việc trong xởng ở chế độ trung bình.
+ L
k
=22,5m
+ H= 3,15m
+ B = 6,65m
o
= 500Kg/m
3
)
-
Hoạt tải mái p
c
= 75daN/m
2
Que hàn N46 có Rgh=1800daN/cm
2
. Rgt=1650daN/cm
2
.
Phơng pháp hàn tay có
h
=0,7;
t
=1;
Phần II : Tính toán chung
I/Thành lập sơ đồ kết cấu, kích th ớc chính của khung ngang, lập l ới
mặt bằng l ới cột, lựa chọn và bố hệ giằng mái, hệ giằng cột:
Từ số liệu yêu cầu thiết kế là loại nhà xởng 1 nhịp, chịu tải trọng cầu trục lớn do đó chọn
sơ đồ khung có liên kết Dàn, Cột là liên kết cứng và dàn khung hình thang có mái dốc. Sơ đồ
khung ngang có dạng nh hình vẽ dới:
1
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6
I.1./ Xác định sơ đồ khung ngang và các kích th ớc khung ngang:
- Kết cấu chịu chịu lực của nhà xởng gồm các khung ngang cơ bản, liên kết với các két cấu
- Chiều cao của cột trên:
H
tr
= h
dcc
+H
2
+h
r
h
r
: Chiều cao của ray và đệm. Chiều cao của ray tra bảng IV-7 sách thiết kế KC thép
nhà CN ứng với lọai ray KP80 ta có chiều cao là 0,13m; chiều cao của đệm là 0,07 h
r
=0,2m
h
dcc
=0,7m đã nêu ở trên.
H
tr
=h
dcc
+H
2
+h
r
=0,7+3,6+0,2=4,5m
- Chiều cao của nhà tính từ cốt 0,00 đến trục của thanh cánh dới dàn vì kèo.
H=H
1
b. Các kích th ớc theo ph ơng ngang:
- Kích thớc cơ bản của nhịp là : L = 24 m.
2
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6
- a: khoảng cách giữa trục định vị và mép ngoài cột trên, a phụ thuộc vào chế độ làm việc của
cầu trục.
- Sức nâng cầu trục Q = 50 T và đảm bảo khoảng cách Lk = 22,5m
- Ta chọn a=250mm.
h
tr
= 0,5m
- Chọn :
: Khoảng cách từ trục định vị của cột đến mép ngoài của cột dới.
B
1
+(h
tr
- a) + D=0,3+(0,5-0,25)+ 0,2=0,75m;
B
1
: Khoảng cách từ trục ray đến mép ngòai của cầu chạy lấy theo catalô cầu chạy, ta có
B
1
=0,3m.
D: Khe hở an toàn giữa cầu trục và mép trong của cột trên lấy là 0,2m
=750mm
- Tính chiều cao tiết diện cột dới h
d
:
4
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6
dọc nhà. Hệ giằng nhà đảm bảo cho sự làm việc cùng nhau của các khung, truyền tải trọng cục
bộ tác dụng lên một khung sang các khung lân cận. Mặt bằng bố trí nh hình vẽ dới đây.
a
b
c
d
e
18171615141312114 10
500
5500 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 5500 500
6000600060006000
500
500
5500 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 5500
1
104 11 12 13 14 15 16 17 18
500
6000600060006000
500
e
d
c
b
a
2 3 5 6 7 8 9
1
2 3 6
6000 6000 6000 6000
2200 3400 600600
giằng đứng đặt tại thanh
đứng cửa mái
đứng đầu dàn
giằng đứng đặt tại thanh
giằng đứng đặt tại thanh
đứng cửa mái
đứng đầu dàn
giằng đứng đặt tại thanh
6
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6
181716151413121110987654321
bố trí hệ giằng cột
+9.400
+13.900
+16.100
6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000600060006000600060006000 6000 6000 6000
dầm cầu trục
thanh chống
b- Tính toán khung ngang:
II- xác định Tải trọng tác động lên khung ngang, biểu đổ nội lực cho
các tr ờng hợp tải, lập bảng tổ hợp nội lực cho các tiết diện đặc tr ng
của cột khung:
II.1-Tải trọng tác động lên dàn : ( đ ợc tính ra đơn vị daN/m
2
)
a. Tải trọng mái:
Dựa vào cấu tạo của mái để tính trọng lợng từng lớp(đơn vị N/m
60 1,3 78
- Lớp bê tông chống thấm = 2500daN/m
3
. Dày 4 cm.
100 1,1 110
- Panen mái 1,5x6m; = 150daN/m
2
. Dày 10 cm=0,1m
150 1,1 165
Cộng
424 489,2
Vậy ta lấy g
om
= 490daN/m
2
.
i=1/10 tg =1/10cos= 0.995
Tính trên mặt bằng
g
m
= g
om
/cos=490/0.995 = 492,5daN/m
2
.
b. Trọng l ợng của dàn và hệ giằng : (Tính theo công thức kinh nghiệm)
7
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6
g
cửa trời.
d. Trọng l ợng của cửa kính và bậu cửa:
- Trọng lợng cửa kính:
g
k
=1,1.(35 ữ 40) daN/m
2
cửa.
Ta lấy g
k
= 40 daN/m
2
.
- Trọng lợng của bậu cửa:
g
b
=1,1.(100 ữ 150) daN/md của bậu cửa (trên + dới).
Ta lấy g
b
=130 daN/md
.
- Trọng lợng cửa trời phân bố đều trên mặt bằng nhà :
g
ct
=[18x1,1x12x6 + 2x(130x6 + 40x2,2x6)x1,1] : [24x6]
g
ct
= 28,883 daN/m
2
G
dcc
= 37.6
2
.1,1= 1465,2daN.
c. Do trọng l ợng của dầm ray truyền lên cột:
G
ray
= g
ray
x B = 63,69 x 6 = 0,382 T = 3,82 KN
Cầu trục KP-80, 50 Tấn -> trọng lợng ray : g
ray
= 63,69 (kg/m)
8
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6
d. Do áp lực đứng của bánh xe cầu trục:
áp lực bánh xe truyền qua dầm cầu trục thành lực tập trung đặt vào vai cột. Xác định do 2 cầu
trục hoạt đông tại 2 nhịp liên tiếp.
Đờng ảnh hởng của phản lực tại vai cột.
Tra bảng VI-1,2 sách thiết kế KC thép nhà CN phụ lục cầu trục ta có :
P
c
max
= 46,5tấn = 465KN
Q: trọng lợng vật cẩu=50T theo đầu bài Q =500KN.
G: trọng lợng của toàn bộ cần trục G
XC
= 66,5T
M
max
= 897,22 x 0,375 = 336,4 KN.M
áp lực nhỏ nhất phía bên kia là D
min
:
D
min
=n.n
c
.( P
c
min
.y
i
) = 1,2.0,85.11,75.(1+0,125+0,16666) = 22,672 T
D
min
= 226,72 KN
M
min
=226,72 x 0,375 = 85,2 KN.M
p1 p1p1 p1
0,125
0,7666
1,000
e. á p lực ngang của cầu chạy:
9
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6
=1,2.0,85.17,05.(1 + 0,125 + 0,76666) = 32,80KN
Lực này chỉ có thể có một trong 2 cột.
II.3/ Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang :
Theo TCVN 2737-95 Tải trọng gió tác dụng lên khung gồm:
- Gió thổi lên mặt bằng tờng dọc đợc chuyển thành lực phân bố trên cột khung.
- Gió trong phạm vi mái từ cánh dới dàn vì kèo trở lên đợc chuyển thành lực tập trung nằm
ngang đặt ở cao trình cánh dới vì kèo(đầu cột).
Trong phạm vi tờng dọc
Tra bảng tải trọng gió ta có q
o
= 95daN/m
2
.
Phía đón gió : q
d
=n.q
o
.k.c.B (daN/m)
Phía trái gió : q
tr
=n.q
o
.k.c.B (daN/m)
n:hệ số vợt tải n = 1,2.
B:Bớc khung B = 6m.
c,c:Tra bảng hệ số khí động học c=0,8, c=- 0,6.(sách TCVN2737-95)
(Do B/L=102/24 >2 và h/L = (14,5 + 2,2)/24 = 0,6985)
Dạng địa hình B
h=10m có k = 1
h=15m có k = 1,11 => h = 13,1 m nội suy k = 1,05
1
3
.
5
m
-Trong phạm vi mái :Tải trọng gió qui về lực tập trung:
W=n.q
0
.k.B.C
i
h
i
+Mặt truớc:
=90
o
,có h1=2,2mC
1
= 0,8
=3
0
,H/L = (2,2+14,5)/24 = 0,6985 có h2 = 0,75m C
2
= - 0,62
=90
o
,có h3= 3mC
3
=0,7
=3
0
loại tải trọng gây ra. Riêng tiết diện A thì xét thêm lực cắt Q. Các trị số trong bảng nội lực đợc
ghi làm 2 dòng ; Dòng trên ghi trị số đúng dùng cho tổ hơp cơ bản I(hệ số tổ hợp bằng 1). Dòng
dới ghi trị số nhân 0,9 dùng cho tổ hợp cơ bản II.
THCBI = Tải trọng thờng xuyên + 1tải trọng tạm thời
THCBII = Tải trọng thờng xuyên + 0,9xtải trọng tạm thời.
Ta cần tìm tại mỗi tiết diện:
+ Tổ hợp gây mômen dơng: M
+
max
; N
t
+ Tổ hợp gây mômen âm lớn nhất M
-
max
; N
t
+ Tổ hợp gây lực nén lớn nhất: N
max
; M
+
t
(M
+
t
)
Phần 2 :Thiết kế cột
Nội lực tính toán đợc xác định bởi 3 cặp từ bảng tổ hợp
Với cột trên : N = 47.305daN; M = -41.438daNm
Với cột dới : N = 128.055daN; M = 98.371daNm
N = 121.735 daN; M = -61.058daNm
/H
t
) (H
d
/J
1
)= (J
2
/ J
1
)(H
d
/H
t
) = (1/9).(9,4/4,5)= 0,26111
Tỷ số lực nén m = N
d
/N
t
= 128.055/47.305 = 2,707
c
1
=(H
d
/H
t
)[(J
1
/ J
2
c
a. Cột trên:
g
c
=[N/KR]. daN/m
K : Hệ số kể đến ảnh hởng của mô men làm tăng tiết diện cột. Cột trên chọn k = 0,3; Cột d-
ới chọn k = 0,45.
R: Cờng độ tính toán của thép làm cột.Vật liệu thép BCT3K2 có R = 2150daN/cm
2
: Hệ số cấu tạo trọng lợng các chi tiết làm tăng tiết diện cột lấy =1,6;
: Trọng lợng riêng của thép lấy = 7850daN/m
3
.
N: Lực nén lớn nhất trong mỗi đoạn cột khi cha kể đến trọng lợng bản thân.Với cột trên
N = N
t
= 47.305daN
g
c
= [47.305/(0,3.2,15.10
7
)].1,6.7850 = 92,116 daN/m
h
c
:Chiều dài đoạn cột.
H
tt
= H
t
+h
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6
Vậy ta có lực dọc tính toán cho cột dới
N
1
tt
= 128.055 + 617,2 + 1562,65 = 130.235 daN; M
1
= 98.371daNm
N
2
tt
= 121.735 + 617,2 + 1562,65 = 123.915 daN; M
2
= -61.058daNm
II.2-Thiết kế tiết diện cột trên
a. Chọn tiết diện cột:
Diện tích yêu cầu sơ bộ:
A
yc
= N.[+(2,2ữ2,8)e/h]/R
e = M/Ne = 41.438/47.922 = 0,8647m = 86,5cm
Ta thiết kế cột đặc tiết diện chữ H=1,25, =1;R=21,5kN/cm
2
=21,5.10
2
daN/cm
2
; =1;
A
468
16
2
5
0
1
0
500
c. Kiểm tra tiết diện đã chọn:
Tiết diện cột phải thoả mãn các điều kiện về bền về ổn định tổng thể và ổn định cục bộ.
- Các đặc tr ng về hình học của tiết diện cột:
Diện tích tiết diện:
J
x
= 1.46,8
3
/12+2.(28.1,6
3
/12+24,2
2
.1,6.25) = 55.410,2 cm
4
.
14
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6
J
y
= 46,8.1
3
3
.
- Độ mảnh và độ mảnh qui ớc của cột trên :
y
= l
2y
/r
y
= 380/5,735 = 66,26 cm/cm.
x
= l
2x
/r
x
= 1073,1/20,9 = 51,34 cm/cm.
x
=
x
(R/E)
0,5
=51,34.(2150/2,1.10
6
)
0,5
=1,6265 cm. với E=2,1.10
6
daN/cm
thực
=A
ng
nên ta không cần kiểm tra điều kiện bền.
- Kiểm tra ổn định tổng thể của cột:
- Điều kiện ổn định tổng thể của cột trong mặt phẳng khung:
x
= N/(
lt
.A
ng
) .R
với m
1
= 6,7824;
x
= 1,6265cm.
Tra bảng phụ lục II.2 nội suy ta có
lt
=0,186
x
= 47.922/0,186.126,8 = 2.031,9 daN/cm
2
.R=2150daN/cm
2
.
(Tiết diện chọn đảm bảo điều kiện uốn trong mặt phẳng uốn)
- Kiểm tra độ ổn định ngoài mặt phẳng khung:
ngoài mặt phẳng khung.
m = e.A
ng
/W
x
= (25.797,3/47.922)x125,6/2.202,6 = 3,08 ( 1<m<5 )
Tra bảng phụ lục II.5 tìm ,
= 0,65+0,005.m = 0,65+0,005.3,01 = 0,6654
y
= l
2y
/r
y
= 57,98 cm/cm. ,
c
= 3,14.(E/R)
0,5
= 99,3
y
<
c
=> = 1.
( 1<m<5 ) => C = /(1+ .m) = 1/(1+0,6654.3,08) = 0,328
Ôn định tổng thể ngoài mặt phẳng khung:
y
=N/(c.
y
b
] = (0,9+0,5 ).(E/R)
0,5
3,1(E/R)
0,5
[ho/
b
] = (0,9+0,5.1,6265)(2,1.10
6
/2150)
0,5
= 54,17 < 3,1.(E/R)
0,5
= 96,8
Vậy [ho/
b
]=54,17
Ta có h
b
/
b
= 46,8/1 = 46,8 < [ho/
b
] = 54,17
(Thoả mãn điều kiện ổn định cục bộ của bản bụng cột trên).
- Kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh : với = 1,61cm thoả mãn 0,8< <4
Theo bảng 3.3: [b
o
/
c
II.3.1- Chọn tiết diện nhánh:
a. Xác định giá trị N nhánh mái và nhánh cầu trục:
Ta giả thiết gần đúng khoảng cách giữa 2 trục nhánh c = h
d
=100cm =1m
Các cặp nội lực: Nhánh mái cột dới : N
2
tt
=130.235daN; M
2
tt
= 98.371daNm;
Nhánh cầu trục cột dới : N
1
tt
=123.915daN; M
1
tt
= -61.058daNm;
Thay các giá trị vào phơng trình:
y
1
2
-[(M
1
+M
2
)/(N
1
Lực nén lớn nhất trong nhánh cầu chạy(tính sơ bộ)
N
nh1
= N
1
.y
2
/c+M
1
/c =123.915x0,3737/1 + 61.058/1 = 107.365,2 daN
Lực nén lớn nhất trong nhánh mái
N
nh2
= N
2
.y
1
/c+M
2
/c =130.835x0,6263/1 + 98.371/1 = 179.937,1 daN
Giả thiết độ ổn định =0,8 ta có diện tích yêu cầu cho từng nhánh
Nhánh cầu chạy:
A
ycnh1
= N
nh1
/R = 107.365,2/(0,8.2150.1) = 62,421 cm
2
.
Nhánh mái:
= 2.hb
3
/12 = 2.1,4.14
3
/12+1
3
.32,2/12 = 642,95 cm
2
.
r
x1
= (J
x1
/A
nh1
)
0,5
= (642,95/71,4)
0,5
= 3,001 cm.
J
y1
= 1.32,2
3
/12+2.[14. 1,4
3
/12+14.1,4.(32,2/2+1,4/2)
2
] = 13.852,4 cm
4
2
.
Tính khoảng cách từ mép ngoài tiết diện nhánh mái đến trọng tâm tiết diện nhánh mái:
17
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6
z
o
=A
i
z
i
/A
i
= (48x0,8 + 2x33,4(3,61+1,6))/114,8 = 3,366 cm.
Với z
i
:khoảng cách từ mép trái tiết diện đến trọng tâm của từng tiết diện.
với z
o
:khoảng cách từ mép trái tiết diện đến trọng tâm của toàn tiết diện nhánh mái.
Tính khoảng cách giữa 2 trục nhánh:
C = h
d
- z
o
= 100 3,367 = 96,633 cm
Các đặc trng hình học của tiết diện
J
x2
y2
= J
y
+2bS
y
+a
2
F=1,6.30
3
/12 + 2.[482 + 33,4.(35/2 3,366)
2
] =17.451,86 cm
4
r
y2
= (J
x2
/A
nh2
)
0,5
= (17.451,86,32/93,6)
0,5
=13,65 cm.
Tính lại khoảng cách giữa 2 trục nhánh:
Khoảng cách từ trục trọng tâm tiết diện tới trục nhánh cầu chạy và nhánh mái:
y
1
=A
nh2
=642,95+ 1517,43 + 114,8 x 37,055
2
+71,4 x 59,5788
2
= 413.233,9 cm
4
.
r
x
= [J
x
/(A
nh2
+ A
nh2
)]
0,5
= [413.234/(114,8+71,4)]
0,5
= 47,11 cm.
II.3.2 - Xác định hệ thanh bụng:
a - Bố trí thanh bụng :
- Khoảng cách các nút giằng đợc xác định a = (h
d
h
dv
)/8 = 110 cm thanh giằng hội tụ tại trục
nhánh, phân đều giữa các nút giằng, còn lẻ bao nhiêu thì bố tính vào nút giằng chân cột.
- Chiều dài thanh xiên:
S = (a
max
= s/r
mintx
= 146,42/1,57 = 92,87 <[] = 150
( Đảm bảo yêu cầu độ mảnh của thanh xiên )
Kiểm tra điều kiện bền cho thanh xiên ( tính trờng hợp thanh nén )
Tra bảng II.1 phụ lục ta có
mintx
= 0,598.
Kiểm tra : = N
tx
/
min
.A
tx
. R
Hệ số điều kiện làm việc của thanh xiên =0,75 kể đến lệch tâm của trục liên kết và trục thanh:
= 10932/(0,75.0,598.12,8) = 1904,72 daN/cm
2
< R=2150 daN/ cm
2
.
(Thanh xiên ổn định)
c - Kiểm tra thanh bụng ngang:
Độ mảnh toàn cột theo trục ảo x-x:
x
= l
x1
Theo
tđ
= 43,81 tra bảng II.1 đợc = 0,89
Tính Q
q
= 10,932. 10
-6
(2.330 - E/R)N/
= 10,932.10
6
(2.330 - 2,1.10
-6
/2,1.10
3
)130.235/0,89 = 2127,6 daN
Ta thấy Q
q
<< Q vây ta không cần phải tính lại thanh bụng xiên và
tđ
.
- Thanh bụng ngang tính theo Q
q
= 2127,6 daN vì Q
q
nhỏ nên ta chọn thanh bụng ngang
theo độ mảnh giới hạn [] = 150.
Vậy ta chọn thanh bụng ngang là thép góc L70x8, r
min
=1,38 cm.
có = S
= l
nh1
/r
x1
= 110/3.001 = 36,656
19
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6
Từ
1max
= 67,486 Tra bảng phụ lục II-1 đợc
1
=0,805
Kiểm tra ứng suất nhánh 1( Nhánh cầu trục):
= N
nh1
/
1
.A
nh1
R
= 110.701/0,805 x 71,4 = 1.926 daN/cm
2
R = 2150daN/cm
2
(Tiết diện nhánh cầu trục đảm bảo điều kiện ổn định)
- Kiểm tra điều kiện ổn định nhánh mái( nhánh 2) :
Lực nén lớn nhất trong nhánh mái
N
nh2
2
.A
nh2
= 182.093/0,76 x 114,8= 2087,1 daN/cm
2
> R = 2150daN/cm
2
(Tiết diện nhánh mái đảm bảo điều kiện ổn định)
- Kiểm tra toàn cột theo trục ảo x-x:
Cặp nội lực nhánh cầu trục :
N
1
tt
= 123.915; M
1
tt
= 61.058daN
e
1
= M
1
/N
1
= 61.058/123.915 = 0,49275m = 49,275 cm
20
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6
Độ lệch tâm tơng đối :
m = e
2
(Tiết diện cột rỗng dới đảm bảo điều kiện ổn định với cặp N
1
tt
, M
1
tt
)
Cặp nội lực nhánh mái :
N
2
tt
= 130.235daN; M
2
tt
= 65.129daNm;
e
2
= M
2
/N
2
= 65.129/130.235 = 0,50 m = 50cm
Độ lệch tâm tơng đối.
m = e
2
.A.(y
2
+z
o
2
tt
, M
2
tt
)
e - Tính liên kết các thanh giằng vào các nhánh cột:
Đờng hàn liên kết thanh giằng xiên vào nhánh cột phải chịu đợc lực
N
tx
= 10932 daN.
Với thép CT3 dùng que hàn N-46 R
btc
3.450daN/cm
2
ta có:
R
gh
=1.800daN/cm
2
, R
gt
=0,45. R
btc
daN/cm
2
= 0,45x3.450=1.550daN/cm
2
.
hàn tay có
Vậy ta có chiều dài cần thiết của từng loại đờng hàn để liên kết thép góc thanh bụng xiên vào
má cột là:
l
hs
= 0,7N
tx
/h
hs
.(.R
gh
)
min
. = 0,7x10932/(0,8x1.260x0,75) = 10,1 cm
l
hm
= 0,3N
tx
/h
hm
.(.R
gt
)
min
. = 0,3x10932/(0,6x1260x0,75) = 5,6 cm
(với hệ số điều kiện làm việc =0,75)
21
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6
Đờng hàn liên kết thanh bụng chịu lực cắt Q
q
ngoài
= N
1
/2+M
1
/b
t
= 40.985/2 + 5.483/(0,5 - 0,016) = 31.821 daN
(Trong đó: b
t
=( b
t
-
c
):khoảng cách trục 2 bản cánh cột trên).
- Cánh ngoài cột trên nối với bản phủ nhánh mái bằng đờng hàn đối đầu thẳng góc.
Chiều dài đờng hàn bằng chiều rộng cột trên l
h
= (25 - 2.0,5)cm. Chiều cao đờng hàn bằng
chiều dày bản cánh
h
= 1,6cm.
Ta có cột trên tiết diện chữ H :
Bản bụng: 46,8.1 = 46,8cm
2
, bản cánh: 2.(25.1,6) = 80cm
2
.
ứng suất trong đờng hàn đối đầu nối với bản cánh ngoài là:
2
< R=2100daN/cm
2
( Đờng hàn đảm bảo điều kiện chịu lực)
Cánh trong và cánh ngoài của cột đều thoả mãn điều kiện ổn định.
- Tính toán mối nối bụng: mối nối bụng đợc tính chịu lực cắt. Vì lực cắt cột trên khá bé
nên dùng đờng hàn đối đầu theo cấu tạo :hàn suốt, chiều cao đờng hàn bằng chiều dày bản
bụng (
h
= 10mm).
b. Tính toán dầm vai:
22
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6
- Lực tác dụng lên dầm vai:
Tính dầm vai nh 1 dầm đơn giản có nhịp l=b
d
=100cm
S
trong
= 43.678,6daN đặt tại giữa nhịp.
Phản lực gối tựa:
A=B=S
trong
/2=43.678,6/2= 21.839,3daN =21,84 T
Mô men lớn nhất tại giữa nhịp:
M
max
dv
= S
dv
= 10mm
( trùng với độ dày của bản bụng cột trên)
- Bản bụng của nhánh cầu trục của cột dới sẽ đợc xẻ rãnh cho bản bụng của dầm vai
luồn qua. Hai bản bụng này đợc liên kết với nhau bằng 4 đờng hàn góc.
- Chiều cao của bản bụng thoả mãn 4 yêu cầu sau : chịu lực S
trong
, chịu uốn cục bộ, đủ để
chứa 4 đờng hàn, yêu cầu cấu tạo h
dv
> 0,5.h
d
Giả thiết chiều cao đờng hàn góc là h
h
= 6 mm
Chiều dài cần thiết 1 đờng hàn liên kết bụng vai với bụng cầu trục là:
l
h
1
= [D
max
+G
dct
+B]/[4h
h
.(R
g
)
min
] + 1
] + 1 = 43.678,6/4.0,6.0,7.1800 + 1 = 15,44 cm.
Theo yêu cầu cấu tạo h
dv
0,5h
d
= 0,5.100 = 50cm để đảm bảo cột trên đợc ngàm vào cột dới (để
góc xoay của cột trên và cột dới là nh nhau). Chọn h
dv
= 60cm.Chiều dày bản cánh dới dầm vai
lấy 1 cm. Chiều cao bản bụng h
bdv
= 60 - (2+1) = 57cm.
- Kiểm tra điều kiện chịu uốn của dầm vai:
Để việc tính toán đơn giản, thiên về an toàn ta coi chỉ có riêng bản bụng dầm vai chịu uốn. Mô
men chống uốn của bản bụng dầm vai là :
W =
dv
.h
bdv
2
/6 = 1.57
2
/6 = 541,6 cm
3
.
ứng suất:
h
= M
dv
max
Lực nén lớn nhất trong nhánh mái
N
nh2
= N
2
.y
2
/c+M
2
/c = 130.235.55,4/97,431 + 65.192/97,4315 = 140.968 daN
-Xác định kích th ớc bản đế:
Diện tích yêu cầu của bản đế đợc xác định theo CT:
A
bđ
=N/R
ncb
Giả thiết hệ số tăng cờng độ do nén cục bộ xuống mặt bê tông móng: m
cb
=(A
m
/A
bđ
)
1/3
=1,2.
Bê tông móng #200 có R
n
=90kg/cm
2
.
.
Chọn chiều rộng bản đế : B = b
c
+2
dđ
+2c = 35 + 2.1,4 + 2.3,6 = 45cm
Chiều dài L của bản đế tính đợc là:
L
1bđ
yc
= A
nh1
yc
/B = 1.025/45 = 22,7 cm. Lấy L
1bđ
= 25cm.
L
2bđ
yc
= A
nh2
yc
/B = 1.686/45 = 37,4 cm. Lấy L
2bđ
= 40cm.
ứng suất thực tế ngay dới bản đế:
nh1
= N
nh1
ô2
để tính toán
Chiều dày bản đế của nhánh mái là:
bđm
=
bđ2
= (6M/R.)
1/2
= (6x3.627,2/2100x1)
1/2
= 3,21 cm;
Lấy
bđ2
= 3,4cm
24
Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6
+Tính chiều dày bản đế nhánh cầu trục :
a: là chiều dài biên tự do : a = 45/2-3,6-1,4/2 = 18,2 cm.
b: là chiều dài cạnh vuông góc với biên tự do : b = 25/2 = 12,5 cm.
Kiểm tra:ta có b/a =12,5/18,2= 0,6868 . tra bảng 3.6 ứng với bản kê 3 cạnh ta đợc = 0,082.
M
ô2
= .
nh1
.a
2
= 0,082.98,40.18,2
2
Tổng phản lực truyền lên dầm đế ở nhánh cầu trục: N
1dđ
= 1.387,3x25 = 36.382,5 daN.
+Tính liên kết dầm đế vào thép L125x14 :
- Lực N
2dđ
do 2 đờng hàn liên kết dầm đế với sống và mép thanh thép góc L100x12 của
nhánh mái. Chiều dài cần thiết của đờng hàn là (chọn h
s
= 16mm;h
m
= 10 mm):
l
hs
=N
2dđ
.(b
g
-a
g
)/[b
g
.h
s
.(R
g
)
min
]=57040 x(10
(1,6/2+2,5684)/10x1,6x0,7x1260=14,53cm.
A
= 104,421x18,2 = 1.900,47 daN/cm .
Mô men và lực cắt tại tiết diện công xôn có 2 đờng hàn(Chỗ có 2 đờng hàn góc liên kết sờn với
bụng cột là :
Q
A
= q
A
.l
A
= 1.900,47x(30/2+2,5684 -1,6) =1.900,5x15,97 = 30.351daN.
25
Copyright: Tài liệu đại học ©