intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Thiết kế kết cấu thép 2: Chương 1B - ThS. Trần Tiến Đắc

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:41

Thêm vào BST
Báo xấu
1
lượt xem 0
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Thiết kế kết cấu thép 2" Chương 1B - Phân tích khung ngang, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Chọn sơ đồ khung ngang; Kích thước khung ngang; Xác định ngoại lực; Phân tích nội lực; Tổ hợp nội lực. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Thiết kế kết cấu thép 2: Chương 1B - ThS. Trần Tiến Đắc

  1. 2/23/2021 CHƯƠNG 1 – NHÀ CÔNG NGHIỆP A Tổng quan Đặt vấn đề, phân loại, cấu tạo, hệ giằng B Phân tích khung ngang Sơ đồ khung, kích thước khung ngang, ngoại lực tác dụng, phân tích và tổ hợp nội lực khung C Thiết kế cấu kiện khung Thiết kế cột trên, cột dưới và dầm / dàn vì kèo D Các hạng mục khác Dầm cầu chạy, hệ cột sườn tường CHƯƠNG 1B – PHÂN TÍCH KHUNG NGANG 1 Chọn sơ đồ khung ngang 2 Kích thước khung ngang 3 Xác định ngoại lực 4 Phân tích nội lực 5 Tổ hợp nội lực 1
  2. 2/23/2021 CHỌN SƠ ĐỒ KHUNG NGANG Sơ đồ kết cấu Liên kết khớp Liên kết cứng độ cứng thấp, áp dụng cho nhà độ cứng cao, áp dụng cho khung có cầu trục nhẹ, mái thấp, hoặc một nhịp, cầu trục chế độ làm khung nhiều nhịp, khung hỗn việc nặng. Dùng dàn hình thang, hợp. Dùng dàn tam giác. dàn cánh song song. Sơ đồ tính Sơ đồ tính CHỌN SƠ ĐỒ KHUNG NGANG THUẬT NGỮ LIÊN KẾT NÚT KHUNG Nút cứng / rigid joint Khớp / hinged NộI liên kết Điều kiện biên Khớp / pinned Ngàm / fixed 2
  3. 2/23/2021 CHỌN SƠ ĐỒ KHUNG NGANG SO SÁNH SƠ ĐỒ KẾT CẤU KHUNG PHẲNG 1 TẦNG 1 NHỊP Khung 2 khớp đầu cột Khung 2 khớp chân cột Khung cứng Phân phối moment uốn Không Có Tốt nhất Độ cứng khung Thấp Trung bình Cao Móng lệch tâm Lớn Không Khá lớn Thiết kế, gia công, lắp dựng Đơn giản Trung bình Khó Trường hợp áp dụng tối ưu Khung nhiều nhịp Đất yếu Cầu trục nặng Hình dạng dàn Tam giác, cánh cung Dàn hình thang Dàn hình thang CHỌN SƠ ĐỒ KHUNG NGANG L = 24m Sơ đồ tính dàn mái Sơ đồ cấu tạo khung ngang Công trình thực Sơ đồ cấu tạo khung ngang Sơ đồ cấu tạo các kết cấu dọc nhà Sơ đồ tính khung ngang 3
  4. 2/23/2021 CHỌN SƠ ĐỒ KHUNG NGANG PHƯƠNG PHÁP CHUNG - Sơ đồ tính khung chọn phù hợp với sơ đồ cấu tạo để tránh ứng suất phụ do sai khác với sơ đồ thực. - Giả thiết trước độ cứng xét đến liên kết các cấu kiện của khung, liên kết khung với móng. - Trục tính toán của cấu kiện lấy qua trọng tâm của tiết diện, với xà ngang là dầm thay đổi tiết diện thì lấy trục là chiều cao trung bình, nếu là dàn thì trục trùng với trọng tâm cánh dưới. - Khi góc nghiêng giữa xà và cột nhỏ, thì xem như xà nằm ngang. CHỌN SƠ ĐỒ KHUNG NGANG ĐƠN GIẢN HÓA SƠ ĐỒ CẤU TẠO ĐỂ XÁC LẬP SƠ ĐỒ TÍNH Thay dàn vì kèo bằng một dầm có độ cứng tương đương, đặt tại cao trình cánh dưới của dàn. 4
  5. 2/23/2021 CHỌN SƠ ĐỒ KHUNG NGANG CÁCH XÁC ĐỊNH ĐỘ CỨNG TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA DÀN i 0 1/10 1/8 = h = atr + ad  0.9 0.8 0.7 M atr ad J i  J o  ai2 Ai = + = 12 = + = + atr = ad = Atr = Ad = 2 =2  2  =  2 = = → =1 CHỌN SƠ ĐỒ KHUNG NGANG ĐƠN GIẢN HÓA SƠ ĐỒ CẤU TẠO ĐỂ XÁC LẬP SƠ ĐỒ TÍNH Cột được ngàm từ mặt móng. Chiều cao tính khung lấy từ mặt ngàm đến đáy vì kèo. Đối với cột bậc, nhịp tính toán của khung ngang là khoảng cách giữa hai cột trên. Tại vị trí đổi tiết diện ở vai cột, cần kể thêm moment lệch tâm: − = = 2 5
  6. 2/23/2021 CHỌN SƠ ĐỒ KHUNG NGANG ĐƠN GIẢN HÓA SƠ ĐỒ CẤU TẠO ĐỂ XÁC LẬP SƠ ĐỒ TÍNH  Moment quán tính cột dưới: N A  2 Dmax 2 J1  hd k1 R NA : lực dọc tính toán tại tiết diện chân cột do tải trọng tác dụng lên mái, cả tĩnh tải lẫn hoạt tải. Dmax : áp lực của cầu trục. hd : chiều cao tiết diện cột dưới. k1 : hệ số tùy thuộc vào bước cột B. B = 6m B = 12m k1 = 2.53 k1 = 3.23.8 CHỌN SƠ ĐỒ KHUNG NGANG ĐƠN GIẢN HÓA SƠ ĐỒ CẤU TẠO ĐỂ XÁC LẬP SƠ ĐỒ TÍNH  Moment quán tính cột trên: 2  J  h  J 2   1  t  k  h    2  d  k2 : hệ số tùy thuộc vào tính chất liên kết của dàn vào cột liên kết cứng liên kết khớp k2 = 1.21.8 k2 = 1.82.3 6
  7. 2/23/2021 CHỌN SƠ ĐỒ KHUNG NGANG ĐƠN GIẢN HÓA SƠ ĐỒ CẤU TẠO ĐỂ XÁC LẬP SƠ ĐỒ TÍNH  Khi tính khung với các tải trọng không phải là tải trọng thẳng đứng đặt trực tiếp lên dàn, có thể xem dàn là tuyệt đối cứng (bỏ qua các biến dạng, Jd = ) nếu thỏa: 6 v 1  1.1  Jd / L J1 v  1 J1 / H J2 Lưu ý: các giá trị tải trọng dùng để chọn sơ bộ độ cứng của cột, dàn đều là giá trị tính toán; trừ trường hợp có nêu rõ, còn thì lấy tổng cả 2 thành phần tĩnh tải và hoạt tải để tính. CHỌN SƠ ĐỒ KHUNG NGANG GIẢ THIẾT TỶ LỆ ĐỘ CỨNG Nếu tỷ lệ độ cứng thực tế không sai lệch quá 30% so với giả thiết, thì hệ quả là nội lực tính được không sai khác mấy, không cần phải tính lại. = 25 ÷ 40 = 7 ÷ 10 7
  8. 2/23/2021 CHỌN SƠ ĐỒ KHUNG NGANG GIẢ THIẾT TỶ LỆ ĐỘ CỨNG L 1 = L2 Q < 75 T Q > 75 T = 8 ÷ 15 = 13 ÷ 25 L1 = L2 Lm = 2L1 = 10 ÷ 30 = 20 ÷ 60 = 1,5 ÷ 3 = 2,5 ÷ 7 Với khung có 3 nhịp trở lên, khi tính với tải thẳng Lm = 2L1 đứng hoặc tải ngang cục bộ (lực hãm của xe con), có thể bỏ qua chuyển vị ngang của đỉnh cột. CHƯƠNG 1B – PHÂN TÍCH KHUNG NGANG 1 Chọn sơ đồ khung ngang 2 Kích thước khung ngang 3 Xác định ngoại lực 4 Phân tích nội lực 5 Tổ hợp nội lực 8
  9. 2/23/2021 KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG THEO PHƯƠNG NGANG Nhịp khung L a  Nhịp cầu trục Lc  a ht D B1 B1 D ht hd hd (Dầm) cầu trục Crane girder Dầm cầu chạy Runway beam KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG THEO PHƯƠNG NGANG Nhịp khung L a  Nhịp cầu trục Lc  a ht D B1 B1 D ht hd hd  Nhịp khung L là khoảng cách giữa 2 trục định vị.  Khoảng cách a từ mép ngoài của cột biên đến trục định vị a=0 a = 250 a = 500 Nhà xưởng không có Các trường hợp Cầu trục chế độ làm cầu trục. khác. việc nặng. Hoặc: cầu trục nhẹ Sức trục Q > 75T. Hoặc: sức trục Q  Cần có lối đi trên mặt 30T dầm cầu trục. 9
  10. 2/23/2021 KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG THEO PHƯƠNG NGANG  Khoảng cách  từ trục định vị đến trục ray (của dầm cầu trục) Lc = L - 2 = 1000 Vì  nhịp của cầu trục Lc có module 0.5m, và nhịp khung có module hoặc 3m hoặc = 6m, nên giá trị  phải có module 0.25m. 750  = 750  = 1000  = 1250 Cầu trục có Q > 75T Cầu trục rất nặng. Q  75T Hoặc: có lối đi Hoặc: có lối đi bên xuyên qua cột. ngoài cột. Để cho cầu trục khi di chuyển không chạm vào cột   (ht –a) + D + B1 = 1250  Dmin  6075 mm : khe hở an toàn giữa cầu trục và mép trong cột.  B1 200500 mm : phần đầu cầu trục nhô ra bên ngoài ray, tra bảng. KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG THEO PHƯƠNG NGANG Cầu trục điện thông dụng, sức trục 5T đến 50T 10
  11. 2/23/2021 KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG THEO PHƯƠNG NGANG KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG THEO PHƯƠNG NGANG  Chiều cao tiết diện cột trên ht chọn theo yêu cầu về độ cứng: 1 1 ht     H t  250  500, 750,1000  10 12  Ht là chiều cao đoạn cột trên. Ngoài ra chọn ht = 1000 khi cần trổ lỗ cho người đi qua bụng cột. 11
  12. 2/23/2021 KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG THEO PHƯƠNG NGANG  Chiều cao tiết diện cột dưới hd chọn theo yêu cầu về độ cứng: = = = 25 20 15 cột có tiết diện không đổi (nhà nhà có cầu trục nhà có cầu trục không có cầu trục hoặc cầu trục chế độ làm việc chế độ làm việc có chế độ làm việc nhẹ). trung bình. nặng. hd = 750, 1000, 1250, 1500 H là chiều cao toàn cột, không kể phần chôn dưới cốt mặt nền. H = Ht + (Hd – H3) KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG THEO PHƯƠNG NGANG Nhịp khung L a  Nhịp cầu trục Lc  a ht D B1 B1 D ht hd hd 0 250 500 750 1000 1250 1500 a 0 250 500 - - - -  - - - 750 1000 1250 - ht - - 500 750 1000 - - hd - - - 750 1000 1250 1500 12
  13. 2/23/2021 KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG THEO PHƯƠNG ĐỨNG Chiều cao của nhà, tính từ nền nhà hoàn thiện đến mép dưới của dàn vì kèo: H = H1 + H2 = Ht + (Hd – H3) H3 =6001000: phần cột chôn dưới nền. Ht = Hdcc + Hr + H2 Hr : chiều cao tổng của ray và đệm ray, phụ thuộc vào loại cầu trục, thường lấy sơ bộ Hr = 200. Hct: tính từ mặt ray đến điểm cao H2 = Hct +100 + f  200 nhất của (xe con) cầu trục, tra bảng. 100mm: khe hở an toàn giữa (xe f = 200 hoặc 400: khe hở phụ, xét đến độ con) cầu trục và kết cấu (dàn vì kèo). võng của vì kèo và cách bố trí hệ giằng mái (trong mặt phẳng thanh cánh dưới). H là bội số của 1.2m H là bội số của 1.8m H (m) 6.0 7.2 8.4 9.6 10.8 12.6 14.4 16.2 18.0 KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG THEO PHƯƠNG ĐỨNG H = H1 + H2 = Ht + (Hd – H3) Ht = Hdct + Hr + H2 Xe con / trolley H2 = Hct +100 + f  200 (dầm) cầu trục H0 H0 Crane girder f H2 c Hct Ht H H Dầm cầu chạy Hr Runway beam H1 Hdcc Hd - H3 Hd H3 H3 13
  14. 2/23/2021 KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG KHUNG NGANG NHIỀU NHỊP CÙNG ĐỘ CAO Theo phương ngang Như trên Theo phương đứng Như trên Cột giữa Trục định vị trùng tim cột Chiều rộng cột dưới bd= 2,  = max(1, 2) KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG KHUNG NGANG NHIỀU NHỊP KHÁC ĐỘ CAO Theo phương ngang Như trên Theo phương đứng Như trên Cột giữa Trục định vị KHÔNG trùng tim cột Chiều rộng cột dưới b d=  1+  2 Nếu có tường ngăn giữa hai nhịp Chiều dày tường   a + D + B1 + bt + 450 Chiều rộng lối đi Nhắc lại: ở cột biên   (ht –a) + D + B1 14
  15. 2/23/2021 CHƯƠNG 1B – PHÂN TÍCH KHUNG NGANG 1 Chọn sơ đồ khung ngang 2 Kích thước khung ngang 3 Xác định ngoại lực 4 Phân tích nội lực 5 Tổ hợp nội lực XÁC ĐỊNH NGOẠI LỰC Tải trọng thường xuyên Tải trọng tạm thời - Trọng lượng panel lợp mái 1. Tải trọng - Kết cấu dàn mái và hệ giằng truyền từ kết Hoạt tải sửa chữa mái - Trọng lượng kết cấu cửa trời cấu mái - Cánh cửa và bậu cửa trời Do phản lực của dàn 2. Tải trọng Do phản lực của dàn - tác dụng lên Dàn đỡ kèo (nếu có) Áp lực đứng bánh xe cầu trục cột Trọng lượng dầm cầu trục Lực hãm ngang của xe con 3. Tác dụng Áp lực gió theo phương lên khung ngang của mặt bằng 15
  16. 2/23/2021 XÁC ĐỊNH NGOẠI LỰC 1. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DÀN MÁI PANEL BTCT Ví dụ 1 Tải trọng do các lớp mái  Tải tiêu chuẩn HS độ tin cậy Tải tính toán (theo trật tự từ trên xuống) (daN/m3) (daN/m2 mái) của TT (daN/m2 mái) Hai lớp gạch lá nem 4cm 2000 80 1,1 88 Lớp ximăng lót dày 1.5cm 1800 27 1,2 32 Lớp cách nước 2 giấy 3 dầu - 20 1,2 24 Lớp cách nhiệt BT xỉ dày 12cm 500 60 1,2 72 Tấm mái panel 1.5m x 6m - 150 1,1 165 Tổng tải trọng gpanel 337 - 381 gm = 381 / cos = 381 / cos(arctg(1/8)) = 381 / 0.9922 = 384 daN/m2 mặt bằng XÁC ĐỊNH NGOẠI LỰC 1. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DÀN MÁI TOLE XÀ GỒ Ví dụ 2 Tải trọng do các lớp mái  Tải tiêu chuẩn HS độ tin Tải tính toán (theo trật tự từ trên xuống) (daN/m3) (daN/m2 mái) cậy của TT (daN/m2 mái) Tole dày 0,5mm x h.s.c.mép 1,092 (*) 7850 4,29 1,1 4,71 Lớp cách nhiệt rockwool dày 100 40 4,00 1,2 4,80 Xà gồ C16; b = 1,5m; B = 6m = 14,2 / 1,5 1,1 10,41 Tổng tải trọng gpanel 17,76 1,1216 19,92 gm = 19,92 / cos(arctg(1/6)) = 19,92 / 0.9864 = 20,20 daN/m2 mặt bằng (*) Hệ số chồng mép, lấy theo catalogue, tùy quy cách tole; khác với định mức (1776) hao hụt vật tư cho mái tole là 1,185. Độ dốc 1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6 1:7 1:8 1:9 1:10 1:11 1:12 Góc 45.00 26.57 18.43 14.04 11.31 9.46 8.13 7.13 6.34 5.71 5.19 4.76 Cos  0.707 0.894 0.949 0.970 0.981 0.986 0.990 0.992 0.994 0.995 0.996 0.997 16
  17. 2/23/2021 XÁC ĐỊNH NGOẠI LỰC 1. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DÀN TCVN 2737-1995 XÁC ĐỊNH NGOẠI LỰC 1. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DÀN TLBT DÀN VÀ HỆ GIẰNG = . . d. daN/m2 mặt bằng nd = 1.1: hệ số độ tin cậy của tải trọng. ng = 1.2 : hệ số kể đến trọng lượng các thanh giằng. d : hệ số kể đến trọng lượng bản thân dàn. d = 0.60.9 daN/m3 với L = 2436m. L (m) : nhịp của dàn. TLBT KẾT CẤU CỬA MÁI = . cm. daN/m2 mặt bằng nhà nd = 1.1: hệ số độ tin cậy của tải trọng. cm = 0.5 (daN/m3): hệ số kể đến trọng lượng bản thân cửa mái. Lcm (m) : nhịp của cửa mái. Hoặc có thể dùng trị số 1218 daN/m2 khi cần tính chính xác lực truyền lên nút dàn = . 12 ÷ 18 daN/m2 mặt bằng cửa mái = . 12 ÷ 18 daN/m2 mặt bằng nhà 17
  18. 2/23/2021 XÁC ĐỊNH NGOẠI LỰC 1. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DÀN TLBT CÁNH CỬA MÁI VÀ BẬU CỬA MÁI Kích thước danh nghĩa của Các tải trọng này tập trung ở chân bậu cửa: dài 6m và cao cửa trời, để cho đơn giản ta cũng quy 1250, 1500, 1750mm. đổi về phân bố trên mặt bằng nhà. Trọng lượng bậu cửa: 100150 daN/m Trọng lượng cửa kính và khung cánh cửa: 3540 daN/m2 cánh cửa. Hệ số vượt tải: n =1.1 Lưu ý: giá trị tính được là lực tập trung, do đó cũng cần chuyển về phân bố trên toàn diện tích mái. XÁC ĐỊNH NGOẠI LỰC 1. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DÀN HOẠT TẢI BẢO TRÌ SỬA CHỮA MÁI = 1,3 . 30 (TCVN 2737-1995, tải do người và thiết bị, daN/m2 mặt bằng (*) vật liệu dùng để sửa chữa mái) (*) Hoạt tải tiêu chuẩn này theo MBMA là 57 daN/m2 QUY ĐỔI TẤT CẢ CÁC TẢI TRÊN MÁI VỀ TẢI PHÂN BỐ ĐỀU TRÊN DÀN (HOẶC XÀ NGANG TƯƠNG ĐƯƠNG) Tải trọng thường xuyên = . kN/m Tải trọng tạm thời = . kN/m 18
  19. 2/23/2021 XÁC ĐỊNH NGOẠI LỰC Tải trọng thường xuyên Tải trọng tạm thời - Trọng lượng panel lợp mái 1. Tải trọng - Kết cấu dàn mái và hệ giằng truyền từ kết Hoạt tải sửa chữa mái - Trọng lượng kết cấu cửa trời cấu mái - Cánh cửa và bậu cửa trời Do phản lực của dàn 2. Tải trọng Do phản lực của dàn - tác dụng lên Dàn đỡ kèo (nếu có) Áp lực đứng bánh xe cầu trục cột Trọng lượng dầm cầu trục Lực hãm ngang của xe con 3. Tác dụng Áp lực gió theo phương lên khung ngang của mặt bằng XÁC ĐỊNH NGOẠI LỰC 2. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CỘT DO PHẢN LỰC MÁI L L G  VG P  VP 2 2 NẾU CÓ DÀN ĐỠ KÈO  G  G  G dtg  G ddk  P  P  Pdtg G ddk   ddk L2 daN/m2 mặt bằng nhà ddk (Gdtg/ng + Pdtg /np) 10T 1040 40T ddk 4.4 nội suy 10.4 19
  20. 2/23/2021 XÁC ĐỊNH NGOẠI LỰC 2. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CỘT TRỌNG LƯỢNG DẦM CẦU CHẠY = (daN) Sức trục Q Q  75T Q > 75T Hoặc: dcc 24  37 35  47 Sức trục Q Q = 5  15 20  50 Q > 50T gdcc (kN/m) 2,0  6,0 4,0  8,0 6,0  12,0 Hoặc tính theo chiều cao dầm hdct (m): (chưa bao gồm ray, dầm hãm, BLLK) = 200 ⋅ + 50 ⋅ +4 Gdcc là tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) đặt tại vai đỡ dầm cầu trục. Nhưng do trị số không lớn so với áp lực của bánh xe cầu trục, nên thường được nhập chung vào giá trị áp lực bánh xe, và xem như là tải trọng tạm thời (hoạt tải). XÁC ĐỊNH NGOẠI LỰC 2. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CỘT MỘT SỐ KHÁI NIỆM Qmax (kN) Sức tải tối đa của một cầu trục Khái niệm liên quan Áp lực đứng tối đa của một bánh xe + −2 Pmax (kN) = cầu trục truyền xuống ray cầu trục 2 Áp lực đứng tối đa của tất cả bánh xe Dmax (kN) cầu trục ở một bên ray truyền lên vai =  cột của khung ngang 2 Áp lực ngang tối đa của tất cả bánh xe T1: Áp lực ngang tối đa của xe cầu trục ở một bên ray truyền qua dầm Tmax (kN) con truyền vào một bánh xe hãm đi vào cánh trong của cột trên ở cầu trục. cao trình đỉnh ray (chân ray). 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2437 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright ©2025 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
12=>0