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 2A - ThS. Trần Tiến Đắc

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:33

Thêm vào BST
Báo xấu
5
lượt xem 0
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Thiết kế kết cấu thép 2" Chương 2A - Kết cấu phẳng, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Đặc điểm và phạm vi sử dụng; Kết cấu kiểu dầm, dàn; Kết cấu kiểu khung; Kết cấu kiểu vòm;... 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 2A - ThS. Trần Tiến Đắc

  1. 2021 CI 3211, CI 3069 – Thiết kế kết cấu thép 2 Chương 2A CÁC CHƯƠNG TRONG GIÁO TRÌNH Chương 1: Nhà công nghiệp Khung ngang, hệ giằng, cột bậc, dàn vì kèo, dầm cầu chạy, hệ cột sườn tường Chương 2: Nhà nhịp lớn Kết cấu phẳng, kết cấu không gian, kết cấu mái dây treo Chương 3: Nhà cao tầng Tách thành môn riêng Nhà nhiều tầng. Chương 4: Kết cấu thép bản Lý thuyết vỏ mỏng tròn xoay, bể chứa trụ đứng, bể chứa trụ ngang, silo, bunke Chương 5: Công trình tháp và trụthành môn riêng Kết cấu tháp trụ.can be replaced with your own Tách This is placeholder text. This text text. 1
  2. 2021 CHƯƠNG 2 – NHÀ NHỊP LỚN A Kết cấu phẳng Giới thiệu chung về kết cấu nhịp lớn Kết cấu dầm dàn. Kết cấu khung, kết cấu vòm B Kết cấu không gian Hệ lưới thanh không gian hai lớp phẳng Hệ thanh không gian dạng vỏ Hệ mái coupon C Kết cấu mái dây treo Kết cấu mái dây 1 lớp, 2 lớp, kết cấu dàn dây Kết cấu mái dây yên ngựa, kết cấu hôn hợp Kết cấu mái treo vỏ mỏng. CHƯƠNG 2A – KẾT CẤU PHẲNG 1 Đặc điểm và phạm vi sử dụng 2 Kết cấu kiểu dầm, dàn 3 Kết cấu kiểu khung 4 Kết cấu kiểu vòm 2
  3. 2021 PHÂN LOẠI NHÀ NHỊP LỚN KC phẳng KC mái dây treo Dầm dàn KC mái dây một lớp Khung KC mái dây hai lớp Vòm KC dàn dây KC không gian KC mái dây yên ngựa Hệ lưới thanh KG phẳng KC hỗn hợp dây và thanh Hệ thanh KG dạng vỏ KC mái treo vỏ mỏng Hệ mái coupon ĐẶC ĐIỂM NHÀ NHỊP LỚN Yêu cầu cao về kiến trúc, hoàn toàn riêng biệt, đơn chiếc. Kích thước thay đổi trong phạm vi rất rộng Nhà công nghiệp: L = 24 – 100 m, H = 8 – 18 m Hanga máy bay: L = 100 – 120 m, H = 15 – 25 m Xưởng đóng tàu: L = 20 – 60 m, H = 30 – 40 m Tải trọng chính: TLBT + tấm lợp. Dùng hợp kim nhôm, thép cường độ cao, … Lợp mái bằng tole mỏng, chất dẻo, vải bạt, … Dùng kết cấu ứng suất trước, hệ không gian, hệ mái dây, … 3
  4. 2021 ĐẶC ĐIỂM NHÀ NHỊP LỚN H (m) Kích thước thay đổi trong phạm vi rất rộng 60 50 40 Xưởng đóng tàu 30 20 Hangar 10 Nhà công nghiệp L (m) 20 60 100 120 PHẠM VI SỬ DỤNG Nhà nhịp lớn có khoảng cách cột theo phương ngang lớn (>40m) Công trình dân Công trình công Công trình đặc dụng: do yêu cầu nghiệp: cần không biệt: cần không kiến trúc gian lớn gian lớn, không Rạp hát, nhà triển Xưởng đóng tàu, vướng cột lãm, sân vận động, xưởng lắp ráp máy Gara auto, hanga nhà ga, chợ, … bay, … máy bay, … Tham khảo  World Largest Construction 4
  5. 2021 CHƯƠNG 2A – KẾT CẤU PHẲNG 1 Đặc điểm và phạm vi sử dụng 2 Kết cấu kiểu dầm, dàn 3 Kết cấu kiểu khung 4 Kết cấu kiểu vòm PHÂN LOẠI KẾT CẤU PHẲNG Kết cấu đặc Kết cấu rỗng Kiểu dầm dàn Kiểu khung Kiểu vòm 5
  6. 2021 PHÂN LOẠI KẾT CẤU PHẲNG Phân loại Kiểu dầm dàn Kiểu khung Kiểu vòm Điểm chung Là các kết cấu chính, đặt theo phương cạnh ngắn của mặt bằng. Truyền lực đứng lên cột Truyền lực đứng và Có moment uốn Đặc điểm cơ cấu hoặc gối tựa, không moment qua nút khung, nhỏ; lực xô ngang truyền lực tính chịu lực xô ngang chịu được lực xô ngang lớn ở chân vòm. Tỷ lệ độ cứng Rất lớn Xấp xỉ n/a đơn vị xà / cột Chiều cao xà Cao Trung bình Thấp Chiều rộng cột Nhỏ Lớn n/a TLBT đơn vị Nặng Trung bình Nhẹ Độ cứng Yếu Trung bình Khỏe Gia công, lắp dựng Dễ Trung bình Khó Ảnh hưởng của Rất ít Nhiều Trung bình nhiệt độ và lún lệch PHẠM VI KÍCH THƯỚC NHỊP dàn cánh s/s KC dầm KC dàn đa giác KC dàn cánh cung Khung Khung rỗng Khung rỗng 2 khớp đặc 0 khớp Vòm Mái KG Mái dây 1 lớp L (m) 20 30 40 50 60 70 90 100 120 150 6
  7. 2021 TIÊU ĐIỂM NỘI DUNG Phân loại Nội dung Từ khóa Hệ phổ thông Sơ đồ mặt bằng Hệ phức tạp Kiểu dầm dàn Hệ tĩnh định Sơ đồ kết cấu Hệ siêu tĩnh Khung đặc Loại khung Khung rỗng Kiểu khung Khung không khớp Kết cấu khung Khung ba khớp Vòm không khớp Kết cấu vòm Vòm hai khớp Vòm ba khớp Kiểu vòm Khớp bản Khớp vòm Khớp cối Khớp đu KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU DẦM - DÀN SO SÁNH KẾT CẤU PHẲNG KIỂU DẦM VÀ KIỂU DÀN Phân loại Kiểu dầm Kiểu dàn Thiết kế, gia công, Đơn giản Phức tạp hơn dựng lắp, bảo dưỡng Tiết diện cấu kiện Tiết diện tổ hợp Có thể dùng thép hình Phạm vi vượt nhịp L = 20  40 m L = 30  100 m Chiều cao tiết diện h  h  sơ đồ nhịp đơn 20 16 20 6 Độ vồng xây dựng n/a . 7
  8. 2021 KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU DẦM - DÀN KẾT CẤU PHẲNG KIỂU DẦM Mái sân trượt băng ở châu Âu, 1969: - Hệ dầm phổ thông - Diện tích mặt bằng: 100m x 73m - Chiều cao cột (4 cột): 12m - Tiết diện dầm chính #2: 0.7 x 4.3 m2 KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU DẦM - DÀN  5 6  5 6 100  90 60  8 12 50 KẾT CẤU PHẲNG KIỂU DÀN  6 9 PHẠM VI VƯỢT NHỊP DÀN 40 8
  9. 2021 KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU DẦM - DÀN KẾT CẤU PHẲNG KIỂU DÀN CÁC LOẠI HÌNH DẠNG DÀN Phân loại Đặc điểm Phạm vi áp dụng Dàn cánh song song Chế tạo đơn giản vì: Nhà có mái độ dốc nhỏ, - Cấu tạo nút dàn giống nhau. nhịp đến 60m - Cùng chiều dài thanh bụng. Sơ đồ nhịp đơn / liên tục. Dàn tam giác Thuận tiện vận chuyển vì: Dùng cho mái độ dốc lớn Cấu tạo từ hai nửa dàn, (1/5 – 1/7), nhịp đến 40m, liên kết bằng thanh căng. khung nhiều nhịp. Dàn cánh cung Với thanh cánh trên dạng Dàn cánh cung dùng cho parabol, khi chịu tải phân bố nhà có nhịp đến 100m. đều: - Nội lực thanh cánh không đổi Dàn đa giác dùng cho nhà -Nội lực thanh bụng rất nhỏ. có nhịp đến 90m. Dàn đa giác Sơ đồ tính của dàn: tĩnh định hoặc siêu tĩnh. Sơ đồ liên tục giúp giảm 15-20% chiều cao dàn. KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU DẦM - DÀN KẾT CẤU PHẲNG KIỂU DÀN 4 tiêu chí chọn hệ thanh bụng 1.Tạo đủ nút chịu lực ở thanh cánh CÁC LOẠI HỆ THANH BỤNG 2. Có góc truyền lực hợp lý 3. Cấu tạo nút đơn giản, ít chủng loại 4. Tổng chiều dài các thanh bụng tối thiểu Hệ thanh bụng Đặc điểm Hệ bụng tam giác (có / không có thanh đứng) Phổ biến nhất vì dễ thỏa các tiêu chí đặt ra, nhất là với dàn cánh song song. Hệ thanh bụng xiên Phân phối tiết diện hợp lý vì: Thanh xiên dài hơn (chịu kéo) Thanh đứng ngắn hơn (chịu nén) Hệ thanh bụng chéo Dùng khi nội lực tập trung ở các thanh cánh, nội lực thanh bụng nhỏ. Hệ thanh bụng phân nhỏ Dùng khi chiều cao dàn lớn, có nhiều nút chịu lực trên thanh cánh, cần bảo đảm góc truyền lực hợp lý của các thanh bụng. 9
  10. 2021 KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU DẦM - DÀN KẾT CẤU PHẲNG KIỂU DÀN CÁC LOẠI TIẾT DIỆN Phân loại Thanh cánh Thanh bụng Dàn nhẹ Dàn thường Thuận tiện khi lắp ghép và định Kiểu một bản bụng vị nhưng dễ bám bụi, ẩm gây rỉ Dàn nặng Lợi về chịu lực, khó cấu tạo nút Kiểu hai bản bụng KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU DẦM - DÀN KẾT CẤU PHẲNG KIỂU DÀN BỐ TRÍ MẶT BẰNG Phân loại Đặc điểm Hệ dàn phổ thông + Dùng cho nhịp vừa Dàn chính đỡ xà gồ + Cấu tạo đơn giản B  12m + Cần bố trí hệ giằng mái Hệ dàn phức tạp + Dàn chính cách nhau 18-24m Dàn chính L = 7080m + Dàn trung gian rải dọc nhà Dàn phụ đỡ xà gồ + Dàn chính thường dùng dây căng là hệ dàn tam giác. 10
  11. 2021 KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU DẦM - DÀN KẾT CẤU PHẲNG KIỂU DÀN BỐ TRÍ MẶT BẰNG Phân loại Đặc điểm Hệ dàn phổ thông + Dùng cho nhịp vừa Dàn chính đỡ xà gồ + Cấu tạo đơn giản B  12m + Cần bố trí hệ giằng mái Hệ dàn phức tạp + Dàn chính cách nhau 18-24m Dàn chính L = 7080m + Dàn trung gian rải dọc nhà Dàn phụ đỡ xà gồ + Dàn chính thường dùng dây căng là hệ dàn tam giác. MC dọc – P/a 1 – không có dàn trung gian Mặt cắt ngang Dàn chính là dàn ứng suất trước có tiết diện tam giác gồm hai dàn phẳng đặt nghiêng, mặt trên là tấm mái panel BTCT MC dọc – P/a 2 có dàn trung gian MC dọc – P/a 3 có dàn trung gian và mái kính KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU DẦM - DÀN KẾT CẤU PHẲNG KIỂU DÀN BỐ TRÍ HỆ GIẰNG Hệ giằng Hệ giằng cánh trên Phương dọc nhà Hệ giằng mái Hệ giằng đứng Hệ giằng cánh dưới Khung đầu hồi Hệ giằng cột trên Hệ giằng cột Hệ giằng sườn tường Hệ giằng cột dưới 11
  12. 2021 CHƯƠNG 2A – KẾT CẤU PHẲNG 1 Đặc điểm và phạm vi sử dụng 2 Kết cấu kiểu dầm, dàn 3 Kết cấu kiểu khung 4 Kết cấu kiểu vòm PHẠM VI KÍCH THƯỚC NHỊP dàn cánh s/s KC dầm KC dàn đa giác KC dàn cánh cung Khung Khung rỗng Khung rỗng 2 khớp đặc 0 khớp Vòm Mái KG Mái dây 1 lớp L (m) 20 30 40 50 60 70 90 100 120 150 12
  13. 2021 KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU KHUNG SO SÁNH GIỮA KHUNG ĐẶC VÀ KHUNG RỖNG Phân loại Khung đặc Khung rỗng Thiết kế, gia công, Đơn giản Phức tạp hơn dựng lắp, bảo dưỡng Vận chuyển Gọn gàng Cồng kềnh Chi phí vật liệu Tốn kém Tiết kiệm Tiết diện cấu kiện Tiết diện tổ hợp, vát Có thể dùng thép hình Phạm vi vượt nhịp L = 40  60 m L = 100  150 m Chiều cao xà ngang h  h  40 30 20 12 Sơ đồ kết cấu Khung 2 khớp Khung 0 hoặc 2 khớp KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU KHUNG KHUNG ĐẶC KHUNG RỖNG 13
  14. 2021 KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU KHUNG PHÂN LOẠI KHUNG ĐẶC 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 KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU KHUNG PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ KHUNG ĐẶC Khung vát, xét vật liệu làm việc trong giai đoạn đàn hồi Khung không đổi tiết diện nhưng có tăng cường nút khung, xét vật liệu làm việc trong giai đoạn đàn hồi – dẻo Khung không đổi tiết diện, vật liệu làm việc đàn hồi 14
  15. 2021 KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU KHUNG PHÂN TÍCH NỘI LỰC KHUNG VÁT ỨNG XỬ ĐÀN HỒI Do tiết diện thay đổi, Tổ hợp tĩnh tải mái + gió khung tiết diện vát Tổ hợp tĩnh tải mái + thường được chia hoạt tải đứng chất đầy thành các phần tử có Tổ hợp tĩnh tải mái + đặc trưng hình học hoạt tải đứng chất nửa nhịp trái (từ B đến C) là giá trị trung bình trong từng đoạn. Biểu đồ bao moment các tổ hợp tải trọng chủ yếu KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU KHUNG LIÊN KẾT NÚT KHUNG Các giải pháp cấu tạo nút khung Mặt bích đứng Mặt bích đứng Cấu tạo Mặt bích chéo Mặt bích đứng có sườn ngang có sườn chéo Ứng xử trong mặt Tốt Tốt Tốt Tốt phẳng khung Đảm bảo ổn định Mất ổn định Tốt Tốt Tốt ở góc trong nghiêm trọng Đảm bảo ổn định Mất ổn định bản bụng nút Tốt Tốt Tốt nghiêm trọng khung Khả năng chịu Phát sinh ứng Tốt Kém Tốt cắt ở nút khung suất tập trung Độ khó gia công Trung bình Dễ Trung bình Khó 15
  16. 2021 KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU KHUNG PHÂN LOẠI KHUNG RỖNG Loại khung rỗng Đặc điểm và khắc phục Khung 2 khớp ở đầu cột + Đơn giản lắp dựng + Moment xà ngang lớn + Móng lệch tâm lớn L = 60m  120m Khung 2 khớp ở chân cột Giảm moment uốn cho xà ngang bằng cách: + dùng tường treo ra bên ngoài hoặc L = 60m  120m + dời gối tựa khớp vào bên trong. Khung không khớp + Phân phối nội lực tốt nhất + Vượt nhịp xa nhất + Móng lệch tâm rất lớn L = 120m  150m KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU KHUNG KHUNG RỖNG Khung nhà triển lãm h  15 25 H = 15m  20m nxB L = 40m  50m Bản ốp Chỗ nối của gia cường xà ngang cánh ngoài Góc khung có Góc khung rỗng bản gia cường 16
  17. 2021 KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU KHUNG SO SÁNH GIỮA KHUNG ĐẶC VÀ KHUNG RỖNG Source: Davison, B., Owens, G. (2012). Steel designers manual (7th ed.). KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU KHUNG CASE STUDY 5 X L = 24m x 5, B = 8m, H = 12.75m, i = 6  1:10 17
  18. 2021 KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU KHUNG Source: Comparison of Steel Structural Systems in a Manufacturing Unit in Barreiro, CASE STUDY Tomás Baptista de Moura, Instituto Superior Técnico, Lisbon, Portugal. 2016 CHƯƠNG 2A – KẾT CẤU PHẲNG 1 Đặc điểm và phạm vi sử dụng 2 Kết cấu kiểu dầm, dàn 3 Kết cấu kiểu khung 4 Kết cấu kiểu vòm 18
  19. 2021 PHẠM VI KÍCH THƯỚC NHỊP dàn cánh s/s KC dầm KC dàn đa giác KC dàn cánh cung Khung Khung rỗng Khung rỗng 2 khớp đặc 0 khớp Vòm Mái KG Mái dây 1 lớp L (m) 20 30 40 50 60 70 90 100 120 150 KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU VÒM PHẠM VI KÍCH THƯỚC VÒM Hệ vòm có hình dáng kiến trúc đẹp và tiết kiệm vật liệu khi vượt nhịp L > 80m. 19
  20. 2021 KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU VÒM PHÂN LOẠI VÒM Loại vòm Vòm 3 khớp Vòm 2 khớp Vòm không khớp Bậc siêu tĩnh 0 1 3 Chịu ảnh hưởng Nhờ khớp gối nên của nhiệt độ Không Có vòm biến dạng tự do và lún lệch gối tựa Phân phối nội lực Kém nhất Trung bình Tốt nhất Chi phí vật liệu Tốn kém nhất Trung bình Tiết kiệm nhất Gia công chế tạo Khó do có khớp đỉnh Phổ biến nhất Cần chính xác cao Cấu tạo móng Nhẹ nhất Trung bình Lớn nhất Hạn chế lực xô ngang ở móng bằng thanh căng đặt dưới mặt nền KẾT CẤU NHỊP LỚN KIỂU VÒM PHÂN LOẠI VÒM Loại vòm Vòm 3 khớp Vòm 2 khớp Vòm không khớp Bậc siêu tĩnh 0 1 3 Sơ đồ tính & Sơ đồ tải trọng L L L Biểu đồ moment uốn L/4 L/4 L/3 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2438 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
17=>2