Đồ án: Thiết kế khung ngang chịu lực của nhà công nghiệp một tầng, một nhịp

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

Ồ Ọ Ấ

Ế Đ ÁN MÔN H C K T C U NHÀ THÉP ThiÕt kÕ khung ngang chÞu lùc cña nhµ c«ng nghiÖp mét tÇng, mét nhÞp

Ệ

Ế

Ế Ụ I. NHI M V THI T K : Sè liÖu cho tríc:

§é dèc m¸i i % Sè lîng khung

NhÞp khung L (m) Bíc khung B (m) Søc n©ng cÇu trôc Q (T) Vïng giã -D¹ng ®Þa h×nh

Cao tr×nh ®Ønh ray H1 (m)

21 12

18 6 5,5 6,3 11 16 II.B

+ ThiÕt kÕ khung ngang nhµ c«ng nghiÖp mét tÇng, mét nhÞp víi sè liÖu ®· cho. VËt liÖu thÐp cã sè hiÖu CT34, cã cêng ®é tÝnh to¸n: = =

kN cm ; kN cm ; / kN cm . / 3 7850 /kg m

f vf cf + Hµn tay, dïng que hµn N42. Träng lîng riªng cña thÐp

32 r =

+ Bª t«ng mãng cÊp ®é bÒn B20 cã Rb = 1,15 kN/cm2

Ộ

II. N I DUNG: a) ThuyÕt minh tÝnh to¸n:

+ LËp mÆt b»ng kÕt cÊu nhµ xëng.

+ X¸c ®Þnh c¸c kÝch thíc chÝnh cña khung ngang.

+ T¸c dông vµ c¸ch bè trÝ hÖ gi»ng m¸i, gi»ng cét.

+ ThiÕt kÕ xµ gå m¸i.

+ X¸c ®Þnh c¸c lo¹i t¶i träng t¸c dông vµo khung ngang.

+ TÝnh khung ngang víi c¸c lo¹i t¶i träng nãi trªn.

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

+ ThiÕt kÕ cét vµ xµ ngang ®Æc tiÕt diÖn ch÷ I tæ hîp hµn.

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

+ ThiÕt kÕ c¸c chi tiÕt khung: liªn kÕt xµ - cét, vai cét, ch©n cét, nèi

xµ.

+ Tµi liÖu tham kh¶o.

b) B¶n vÏ:

Néi dung ®å ¸n thÓ hiÖn trªn khæ giÊy A1 bao gåm:

+ S¬ ®å khung ngang, c¸c kÝch thíc chÝnh, c¸c cao tr×nh ®Æc trng, cÊu

t¹o c¸c líp m¸i.

+ CÊu t¹o khung: c¸c h×nh chiÕu, mÆt c¾t cña cét, xµ ngang, c¸c tiÕt diÖn

®Æc trng, c¸c chi tiÕt khung (vai cét, ch©n cét, liªn kÕt xµ - cét, nèi xµ)

+ B¶ng thèng kª thÐp (cho mét khung)

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

+ Ghi chó: vËt liÖu thÐp, bu l«ng liªn kÕt, bul«ng neo, ®êng kÝnh lç, ®êng hµn, que hµn, ph¬ng ph¸p hµn, s¬n chèng gØ

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

18 xµ gå ch÷ c

cét thÐp

dct

6 1 Ø

5250

cÇu trôc Q=6.3 T

5250

å g µ x g n » g

5250

dct

k2 dct

cÇu trôc

21000

Q=6.3T

90000

5250

6000

ii. X¸c ®Þnh kÝch thíc chÝnh khung ngang

1. Lùa chän dÇm cÇu trôc, cÇu trôc, ray, líp lãt ray 1.1. CÇu trôc Víi nhÞp nhµ L = 18m, søc trôc Q = 6.3T (chÕ ®é lµm viÖc trung b×nh) th× kho¶ng c¸ch tõ mÐp ngoµi cét ®Õn trôc ®Þnh vÞ a = 0, chän (cid:0) =750. Ta chän cÇn trôc cã c¸c th«ng sè sau:

B¶ng c¸c sè liÖu cÇu trôc

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

Kh.c¸ch Zmin(m) Søc trôc Q(T) NhÞp Lk (m) ¸p lùc Pmax (KN) ¸p lùc Pmin (KN) BÒ réng®¸ y Kk (m) T.lîng cÇu trôc G(T) T.lîng xe con Gxe (T) ChiÒu cao gabarit Hk(m) BÒ réng gabarit Bk (m)

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

dccg =1,06kN/m

6.3 16.5 0.81 0.16 3,88 2.9 6,76 0.59 42,8 11,6

0 2

500

0 6 4

K=2900

1.2. DÇm cÇu trôc Tõ bíc cét vµ c¸c th«ng sè cña cÇu trôc ta chän dÇm tiÕt diÖn ch÷ I tæ hîp hµn cao 50cm cã c¸c kÝch thíc nh h×nh vÏ: Khèi lîng trªn 1m: 1.3. Ray vµ líp lãt ray ChiÒu cao cña ray vµ c¸c líp ®Öm chän s¬ bé lµ: Hr = 200mm rg =0,5kN/m

200

Bk=3880

0 0 2

0 2

200

Pmax Pmax

MÆt c¾t ngang dÇm cÇu trôc, Ray vµ Gabarit cÇu trôc

H2=Hk+ bk = 0.81 + 0.20 = 1,01 (m)

* Víi Hk = 0,81 (m) - tra catalo cÇu trôc (B¶ng II.3 phô lôc) bk = 0,20 (m) - khe hë an toµn gi÷a cÇu trôc vµ xµ ngang

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

2. X¸c ®Þnh kÝch thíc chÝnh khung ngang 2.1. Theo ph¬ng ®øng + ChiÒu cao tõ mÆt ray cÇu trôc ®Õn ®¸y xµ ngang:

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

Chän H2 = 1,1 (m)

(cid:0) + ChiÒu cao cña cét khung, tÝnh tõ mÆt mãng ®Õn ®¸y xµ ngang

H=H1+ H2 +Hs = 5 + 1,1 + 0 =6,1 (m)

0.000. (H3 =0)

Chän h = 40 (cm)

Trong ®ã: H1 - cao tr×nh ®Ønh ray H1 = 5 (m) H3 - phÇn cét ch«n díi nÒn, coi mÆt mãng ë cèt (cid:0) + ChiÒu cao phÇn cét tÝnh tõ vai cét ®ì dÇm cÇu trôc ®Õn ®¸y xµ ngang: Ht=H2+ Hdct + Hr = 1,1 + 0,5 + 0,2 = 1,8 (m) + ChiÒu cao phÇn cét tÝnh tõ mÆt mãng ®Õn vai cét: Hd=H + Ht + Hs = 6,1 – 1,8 + 0 = 4,3 (m)

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

2.2. Theo ph¬ng ngang + ChiÒu cao tiÕt diÖn cét chän theo yªu cÇu ®é cøng: h = (1/15 ÷ 1/20)H = (1/15 ÷ 1/20) x 6,1 = ( 0,4067 ÷ 0,305 ) (m) (cid:0) + KiÓm tra khe hë gi÷a cÇu trôc vµ cét khung: z =λ - h = 0,75 - 0,40 = 0,35 (m) > zmin = 0,16(m)

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

+ 7,15

i=10%

+ 6,10

1800

+ 8.00

q = 6,3t

+ 4.30

6100

4300

21000

± 0.000

750

19500

750

C¸c kÝch thíc chÝnh cña khung ngang

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

2.3. S¬ ®å tÝnh khung ngang Dùa trªn søc n©ng cña cÇu trôc chän ph¬ng ¸n cét cã tiÕt diÖn kh«ng thay ®æi, víi ®é cøng lµ I1. V× nhÞp khung lµ 18 m nªn chän ph¬ng ¸n xµ ngang cã tiÕt diÖn kh«ng thay ®æi .Do nhµ cã cÇu trôc nªn chän kiÓu liªn kÕt gi÷a cét víi mãng lµ ngµm t¹i mÆt mãng (cèt (cid:0) 0.000). Liªn kÕt gi÷a cét víi xµ ngang vµ liªn kÕt t¹i ®Ønh xµ ngang lµ cøng. Trôc cét khung lÊy trïng víi trôc ®Þnh vÞ ®Ó ®¬n gi¶n ho¸ tÝnh to¸n vµ thiªn vÒ an toµn. S¬ ®å tÝnh khung ngang nh h×nh vÏ.

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

S¬ ®å tÝnh khung ngang

iii. t¸c dông vµ c¸ch bè trÝ hÖ gi»ng m¸I, gi»ng cét 1. T¸c dông cña hÖ gi»ng m¸i, gi»ng cét HÖ gi»ng lµ mét bé phËn quan träng cña kÕt cÊu nhµ, cã c¸c t¸c dông: + B¶o ®¶m sù bÊt biÕn h×nh vµ ®é cøng kh«ng gian cña kÕt cÊu chÞu lùc cña nhµ. + ChÞu c¸c t¶i träng t¸c dông theo ph¬ng däc nhµ, vu«ng gãc víi mÆt ph¼ngkhung nh giã lªn têng håi, lùc h·m cña cÇu trôc. + B¶o ®¶m æn ®Þnh cho c¸c cÊu kiÖn chÞu nÐn cña kÕt cÊu: thanh dµn, cét + §¶m b¶o cho viÖc thi c«ng l¾p dùng kÕt cÊu ®îc an toµn vµ thuËn tiÖn. HÖ thèng gi»ng cña nhµ xëng ®îc chia thµnh hai nhãm: gi»ng m¸i vµ gi»ng cét 2. Bè trÝ hÖ gi»ng m¸i, gi»ng cét

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

0 605250

5250

gi»ng chÐo däc nhµ

gi»ng chÐo ngang nhµ

525000

5250

52500

24000

52500

5250

gi»ng m¸i Ø20

6000

90000

thanh gi»ng

+7.15

5250

®Çu cét

dÇm cÇu trôc 6000

6000

hÖ gi»ng m¸i

hÖ gi»ng cét

+6.10

+4.30

± 0.00

6000

90000

6000

0 2

0 5 1

Iv. ThiÕt kÕ xµ gå m¸i 1. T¶i träng 1.1. TÜnh t¶i + Träng lîng b¶n th©n c¸c tÊm lîp, líp c¸ch nhiÖt vµ xµ gå m¸i lÊy lµ qtc = 0,074 (kN/m2) + Träng lîng b¶n th©n cña t«n têng vµ xµ gå têng lÊy t¬ng tù nh víi m¸i lµ qtc = 0,074 (kN/m2) + T¹i mÐp biªn chän xµ gå ch÷ C m· hiÖu 6CS2,5x070

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

x 64

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

Tra b¶ng ta cã c¸c th«ng sè:

195, 21

yI =

A =

5,39

30,34 cm4 cm4

xI = Wx = 2Ix /D = 2.195,21/15 = 26,628 cm3 Wy = 2Iy /(B-z) = 4, 04 cm3 tcq =

1,51

kN/m cm2 0,042

1,5 0 cos5,71

Xµ gå

tiÕt diÖn ch÷ C

Cét

Gi»ng xµ gå

Xµ ngang

Xµ gå

Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c xµ gå: m

= (cid:0) (kN/m2) p = . 1,3 0,3 0,39

mg = 0,074 kN/m2

1.2. Ho¹t t¶i T¶i träng ho¹t t¶i x¸c ®Þnh theo TCVN 2737-1995. ptc = 0,3 kN/m2, hÖ sè vît t¶i lµ n = 1,3. + Ho¹t t¶i tÝnh to¸n n p= . 1.3. T¶i träng t¸c dông lªn xµ gå: Chän tÊm m¸i t«n mói tr¸ng kÏm dµy 0,7 mm cã träng lîng b»ng

Nh vËy t¶i träng tiªu chuÈn vµ t¶i träng tÝnh to¸n t¸c dông lªn xµ gå ;

tc (g m

tc p ). m

tc xg

xg cos

= a

1,5 cos a +0,042 =0,52 kN/m;

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

=(0,074+0,3).

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

g + tc (g . m g

tc p . m p

tc g . xg

xg cos

g g a

1,5 cos a

=(0,074.1,1+0,3.1,3). +0,042.1,05 = 0,75 kN/m

0,52

0 cos5,71 =

0 0,52cos5,71 =

0 0,52sin 5,71

0 sin 5,71

0,052

(kN/m)

(kN/m) 2. TÝnh to¸n xµ gå + T¶i träng t¸c dông lªn xµ gå tc xq tc yq

0 cos5,71

0 0,75cos5,71

0,75

7 1 °

(kN/m)

q= q= q= q=

0 sin 5,71

0 0,75sin 5,71

0,075

tt xq tt yq

tt q x

tt q y

6000

(kN/m)

m y

m x

S¬ ®å tÝnh xµ gå

+ KiÓm tra ®iÒu kiÖn bÒn xµ gå:

37,51

qb y M = yW = 32 8,61 tt

xW =

x Trong ®ã: M = tt

qb 8

s = (cid:0) g f . (cm3 ) (cm3) M W x

3,375

0,084

0,75 6 8

tt q B . y 32

0,075 6 32

(cid:0) (cid:0) (kNm) (kNm)

tt q B . x 8 MM + x W W

(cid:0) (cid:0) = + = < = s = g f 18,93 ( kN cm / ) . 21( kN cm / ) 3,375 10 26,028 0,084 10 4,04

+ KiÓm tra ®é vâng xµ gå: Theo ph¬ng oy:

D = D =

0,0214

5 384

tc 4 q B . = x E I .

0,52 6 8 384 2,1 10

(cid:0) (m) - (cid:0) (cid:0) (cid:0)

= (cid:0)

3,57.10

5 10

y B

2,14 600

1 200

= 195.21 10 D� � = � �� B

D - - §iÒu kiÖn kiÓm tra:

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

VËy xµ gå ®· chän ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn chÞu lùc vµ vâng

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

(cid:0) = 0,995) = 0,099; cos(cid:0)

v. X¸c ®Þnh c¸c lo¹i t¶i träng t¸c dông vµo khung ngang 1. TÜnh t¶i (t¶i träng thêng xuyªn) = 5,710 (sin(cid:0) §é dèc m¸i i = 10% (cid:0) * T¶i träng thêng xuyªn t¸c dông lªn khung ngang bao gåm: + Träng lîng c¸c líp m¸i + Träng lîng b¶n th©n xµ gå + Träng lîng b¶n th©n khung ngang vµ dÇm cÇu trôc + Träng lîng b¶n th©n c¸c tÊm lîp, líp c¸ch nhiÖt vµ xµ gå m¸i lÊy lµ qtc = 0,074 + (n.gtc .B)/L = 0,074 + 0,168 = 0.243 (KN/m2) + Chän s¬ bé träng lîng xµ ngang: q =1 (kN/m) ph©n bè ®Òu lªn chiÒu dµi xµ (cid:0) g : hÖ sè vît t¶i cña tÜnh t¶i ((cid:0) g = 1,1) * Tæng tÜnh t¶i ph©n bè t¸c dông lªn xµ ngang:

q g .

= 1,1.1 1.59

tt m

q 1

1,1.0,074.6 0 cos5,71

(kN/m)

+ Träng lîng b¶n th©n cña t«n têng vµ xµ gå têng lÊy t¬ng tù nh víi m¸i lµ qtc = 0,074 (kN/m2). T¶i träng xµ gå têng vµ tÊm têng ®a vÒ thµnh lùc tËp trung G t¸c dông ë ®Ønh cét vµ bá qua m«men g©y ra bëi ®é lÖch t©m.

Gtt = 0,234 x 1,1 x 6 x 6,1 = 9,78 (kN)

(

)

+ 1,06 0,5

6 9,36

dcc =

(cid:0) (cid:0) + T¶i träng b¶n th©n dÇm cÇu trôc vµ ray: T¶i nµy t¸c dông lªn vai cét khi tÝnh to¸n ta ®a vÒ tim cét díi d¹ng 1 lùc tËp trung vµ 1 m«men lÖch t©m ®Æt t¹i cao tr×nh vai cét: ( (kN)

1,05

1,05 9,36 9,828

tc = Gtc x e = 9,36 x (λ – 0,5h) = 9,36 x (0,75 – 0,5.0,4) = 5,15

(cid:0) (cid:0) (kN)

(kNm)

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

Mtt = Gtt x e = 9,828 x (0,75 – 0,5 x 0,4) = 5,405 (kNm)

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

1,59kN/m

9,78 kN

+ 6.10

1800

9,828 kN

+ 4.30

5,405kNm

4300

± 0.000

S¬ ®å tÝnh khung víi t¶i träng thêng xuyªn (tÜnh t¶i)

2. Ho¹t t¶i 2.1. Ho¹t t¶i s÷a ch÷a

o 1,3 0,3 6 / cos5,71

tc n p B .

2,352

/ cos

2,352 kN/m

ho¹ t t ¶i nöa ph¶i

ho¹ t t ¶i nöa t r ¸i

T¶i träng ho¹t t¶i x¸c ®Þnh theo TCVN 2737-1995. TrÞ sè tiªu chuÈn cña ho¹t t¶i thi c«ng hoÆc söa ch÷a m¸i (m¸i lîp t«n) lµ ptc = 0,3 kN/m2, hÖ sè vît t¶i lµ n = 1,3. Quy ®æi vÒ t¶i träng ph©n bè ®Òu trªn xµ ngang nh h×nh vÏ. = (cid:0) (cid:0) + Ho¹t t¶i tÝnh to¸n (kN/m)

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

2.2. T¶i träng giã T¶i träng giã t¸c dông vµo khung ngang gåm hai thµnh phÇn lµ giã t¸c dông vµo cét vµ giã t¸c dông lªn trªn m¸i. Theo TCVN 2737 - 1995 .Ph©n vïng giã II-A cã ¸p lùc giã tiªu chuÈn W0 = 0,83 kN /m2 hÖ sè vît t¶i lµ 1,2. C¨n cø vµo h×nh d¹ng mÆt b»ng vµ gãc dèc m¸i c¸c hÖ sè khÝ ®éng x¸c ®Þnh theo s¬ ®å trong b¶ng III.3 phô lôc + Néi suy.

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

0.4079

0.4

0 5,71

eC = -

0,5

a = eC = -

e 1

c =-0,4

c = - 0 , 4 0 7 9

; (H1 / L) = 6,1/19,5 = 0,3128 (cid:0)

0 - =

6100

0 + = c e

3 e

24000

(cid:0)

W k C B . . .

S¬ ®å x¸c ®Þnh hÖ sè khÝ ®éng Gi¸ trÞ tÝnh to¸n cña thµnh phÇn tÜnh cña t¶i träng giã ë ®é cao Z so víi mèc tiªu chuÈn t¸c dông lªn 1m2 bÒ mÆt th¼ng ®øng x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

k: HÖ sè kÓ ®Õn sù thay ®æi ¸p lùc giã theo chiÒu cao, phô thuéc theo d¹ng ®Þa h×nh, ¸p dông d¹ng ®Þa h×nh B, hÖ sè k ®îc x¸c ®Þnh:

+ Møc ®Ønh cét, cao tr×nh 6,1 m -> k1 =1.0986 + Møc ®Ønh m¸i, cao tr×nh 7,15 m -> k2 =1.1206

PhÇn t¶i träng giã t¸c dông tõ ®Ønh cét trë xuèng ch©n cét hÖ sè k

lÊy:

k=k1 =1.0986

PhÇn t¶i träng giã t¸c dông tõ ®Ønh cét trë lªn ®Ønh m¸i hÖ sè

k lÊy trung b×nh:

tc = w0 .k.C.B = (0,83 x 1,1096 x 0,8)x6 = 4,421 (kN/m)

k = (k1 + k2)/2 = (1,0986 + 1,1206)/2 = 1,1096 + T¶i träng giã lªn cét: + PhÝa ®ãn giã:

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

tc = 1,2 x 4,421 = 5,301 (kN/m)

tt = γp x q1 + PhÝa khuÊt giã:

tc = 1,2 x 2,763 = 3,316 (kN/m)

tc = w0 .k.C.B = (0,83 x 1,1096 x 0,5)x6 = 2,763(kN/m) tt = γp x q1

+ T¶i träng giã lªn m¸i: Trªn thùc tÕ t¶i nµy truyÒn lªn khung díi d¹ng lùc tËp trung t¹i ®iÓm ®Æt c¸c xµ gå, sè lîng lùc tËp trung > 5 nªn ta cã thÓ quy vÒ t¶i ph©n bè. + Giã nöa tr¸i:

qtc = w0 .k.C.B = (0,83 x 1,1096 x 0,4079 )x6 = 2,254 (kN/m) qtt = γp x qtc = 1,2 x 2,254 = 2,705 (kN/m)

+ Giã nöa ph¶i:

2,652 kN/m

2 , 7 0 5 k N / m

2,705 kN/m

2 , 6 5 2 k N / m

m N k

m N k 6 1 3

1 0 3 5

m N k 3 6 3

giã tr¸i sang

giã ph¶i sang

qtc = w0 .k.C.B = (0,83 x 1,1096 x 0,4 )x6 = 2,210 (kN/m) qtt = γp x qtc = 1,2 x 2,210 = 2,652 (kN/m)

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

2.3. Ho¹t t¶i cÇu trôc T¶i träng cÇu trôc t¸c dông lªn khung ngang bao gåm ¸p lùc ®øng vµ lùc h·m ngang, c¸c thµnh phÇn ®îc x¸c ®Þnh nh sau: a) ¸p lùc ®øng cña cÇu trôc

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

¸p lùc th¼ng ®øng lín nhÊt do cÇu trôc truyÒn lªn vai cét Dmax x¸c ®Þnh theo ®êng ¶nh hëng ph¶n lùc gèi tùa cña dÇm vµ xÕp c¸c b¸nh xe cña 2 cÇu trôc s¸t nhau vµo vÞ trÝ bÊt lîi nhÊt, x¸c ®Þnh ®îc c¸c tung ®é yi cña ®êng ¶nh hëng, tõ ®ã x¸c ®Þnh ®îc ¸p lùc th¼ng ®øng lín nhÊt vµ nhá nhÊt cña c¸c b¸nh xe cÇu trôc lªn cét:

Σyi = ( 1 + 0,8367 + 0,353 + 0,5167) = 2,7

tc . Σyi = 0,85 x 1,1 x 46,2 x 2,7 = 116,632 (kN) tc . Σyi = 0,85 x 1,1 x 14,4 x 2,7 = 36,353 (kN)

Dmax = nc. γp .Pmax

Dmin = nc. γp .Pmin

Trong ®ã: nc = 0,85 lµ hÖ sè tæ hîp khi xÐt t¶i träng do hai cÇu trôc chÕ ®é nhÑ hoÆc trung b×nh. §iÓm ®Æt cña Dmax, Dmin trïng víi ®iÓm ®Æt cña dÇm cÇu trôc. T¶i nµy t¸c dông lªn vai cét khi tÝnh to¸n ta ®a vÒ tim cét díi d¹ng 1 lùc tËp trung vµ 1 m«men lÖch t©m e = (cid:0) - 0,5h (cid:0) 0,55m.

B=3880

Pmax

980

K=2900 Pmax

K=2900

6000

0.353

0.5167

0.8367

+ TrÞ sè cña m«men lÖch t©m t¬ng øng: Mmax = Dmax x e = 116,632 x 0,55 = 64,148 (kNm) Mmin = Dmin x e = 36,353 x 0,55 = 19,994 (kNm)

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

§êng ¶nh hëng ph¶n lùc

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

116,632kN

36,353 kN

0 0 8 1

19,994kNm

64,148kNm

0 0 3 4

dmax lªn cét ph¶i dmax lªn cét tr¸i

S¬ ®å tÝnh khung víi ¸p lùc ®øng cña cÇu trôc

b) Lùc h·m ngang cña cÇu trôc + Lùc h·m ngang tiªu chuÈn cña mét b¸nh xe cÇu trôc lªn ray:

tc = 0,5. kf .(Q+Gxe )/ n0 = 0,5.0,1.(63 + 5,90)/2 = 1,723 (kN)

Trong ®ã: kf - hÖ sè ma s¸t, lÊy b»ng 0,1 víi cÇu trôc cã mãc mÒm. Gxe - träng lîng xe con, tra catal«. Q - søc n©ng thiÕt kÕ cña cÇu trôc. n0 - sè b¸nh xe cÇu trôc ë mét bªn ray + Lùc h·m ngang cña toµn cÇu trôc truyÒn lªn cét ®Æt vµo cao tr×nh dÇm h·m. (gi¶ thiÕt c¸ch vai cét 1,0 m)

tc yi = 0,85 x 1,1 x 1,723 x 3,0 = 4,833 (kN)

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

T = nc γp Σ T1

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

1800

4,833kN

4300

lùc h·m lªn cét ph¶i lùc h·m lªn cét tr¸i

vi. X¸c ®Þnh néi lùc trong khung ngang, tæ hîp néi lùc

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

1. X¸c ®Þnh néi lùc Néi lùc trong khung ngang ®îc x¸c ®Þnh víi tõng trêng hîp chÊt t¶i b»ng phÇn mÒm SAP 2000. KÕt qu¶ tÝnh to¸n ®îc thÓ hiÖn díi d¹ng c¸c biÓu ®å vµ b¶ng thèng kª néi lùc, d÷ nguyªn quy íc dÊu trong phÇn mÒm. Sau khi dïng phÇm mÒm SAP 2000 ®Ó lÊy kÕt qu¶ néi lùc víi c¸c ph¬ng ¸n chÊt t¶i kh¸c nhau, h×nh d¹ng vµ trÞ sè cña biÓu ®å néi lùc cho nöa khung bªn tr¸i ®îc thÓ hiÖn nh h×nh vÏ díi ®©y. §¬n vÞ tÝnh lµ kN, kN.m. Riªng néi lùc do ho¹t t¶i chÊt c¶ m¸i x¸c ®Þnh b»ng c¸ch céng néi lùc do 2 trêng hîp chÊt ho¹t t¶i m¸i nöa tr¸i vµ nöa ph¶i.

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

2. Tæ hîp néi lùc

Tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n néi lùc nh trªn ta tiÕn hµnh lËp b¶ng tæ hîp néi lùc ®Ó t×m ra trêng hîp néi lùc bÊt lîi nhÊt ®Ó tÝnh to¸n tiÕt diÖn khung. Víi cét ta xÐt 4 tiÕt diÖn: ®Çu cét, vai cét (2 tiÕt diÖn), ch©n cét. Víi xµ ngang ta xÐt 3 tiÕt diÖn: ®Çu xµ, 1/3 xµ, ®Ønh xµ. T¹i mçi tiÕt diÖn cã c¸c trÞ sè M, N, V. + Ta xÐt 2 lo¹i tæ hîp:

- Tæ hîp c¬ b¶n 1: gåm tÜnh t¶i thêng xuyªn vµ 1 ho¹t t¶i - Tæ hîp c¬ b¶n 2: gåm t¶i träng thêng xuyªn vµ nhiÒu ho¹t t¶i nh©n víi

hÖ sè tæ hîp 0,9

Biểu đồ momen tÜnh tải

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

KÕt qu¶ cô thÓ ®îc ghi trong b¶ng tæ hîp.

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

BiÓu ®å lùc c¾t tÜnh t¶i

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

BiÓu ®å lùc däc tÜnh t¶i

BiÓu ®å lùc däc ho¹t t¶i tr¸i

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

BiÓu ®å lùc c¾t ho¹t t¶I tr¸i

BiÓu ®å momen ho¹t t¶i tr¸i

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

BiÓu ®å momen ho¹t t¶I ph¶i

BiÓu ®å lùc c¾t ho¹t t¶I ph¶i

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

BiÓu ®å lùc däc ho¹t t¶i ph¶i

BiÓu ®å lùc däc ho¹t t¶I m¸i

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

BiÓu ®å lùc c¾t ho¹t t¶i m¸i

BiÓu ®å momen ho¹t t¶i m¸i

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

BiÓu ®å momen giã tr¸i

BiÓu ®å lùc c¾t giã tr¸i

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

BiÓu ®å lùc däc giã tr¸i

BiÓu ®å lùc däc giã ph¶i

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

BiÓu ®å lùc c¾t giã ph¶i

BiÓu ®å momen giã ph¶i

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

BiÓu ®å momen Dmax tr¸i

BiÓu ®å lùc c¾t Dmax tr¸i

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

BiÓu ®å lùc däc Dmax tr¸i

BiÓu ®å lùc däc Dmax ph¶i

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

BiÓu ®å lùc c¾t Dmax ph¶i

BiÓu ®å momen Dmax ph¶i

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

BiÓu ®å momen Tmax tr¸i

BiÓu ®å lùc c¾t Tmax tr¸i

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

BiÓu ®å lùc däc Tmax tr¸i

BiÓu ®å lùc däc Tmax ph¶i

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

BiÓu ®å lùc c¾t Tmax ph¶i

BiÓu ®å moomen Tmax ph¶i

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

BẢNG THỐNG K£ NỘI LỰC

( Đơn vị tính : KN, KN.m)

Phương án chất tải

Cấu kiện

Tiết diện

T trái

T phải

Nộ i lực

Gió trái

Dmax trái

Gió phải

Dmax phải

Tĩnh tải

Hoạt tải mái trái 2

Hoạt tải mái phải 3

Hoạt tải cả mái 4

-52.31

14.67

26.48

± 10.37

± 7.40

M

Cột

Chân cột

-105.33

- 27.79 -6.64

117.4 6 29.88

- 15.33 26.36

-127.60

-39.36

± 0.32

N

-22.64

- 15.93 - 19.18 -9.29

-9.29

51.18

-1.57

-4.69

8.93

± 2.96

± 1.66

V

45.03

24.02

12.16

33.38

39.26

-11.93

- 43.72 - 24.82 - 18.58 36.18

± 5.34

± 0.27

M

Dưới vai

-48.52

-6.64

26.36

-127.60

-39.36

- 53.60 29.88

± 0.32

N

-22.64

- 19.18 -9.29

-9.29

28.38

12.89

-4.69

8.93

± 2.96

± 1.66

V

45.03

24.02

12.16

33.38

-32.02

10.28

- 24.82 - 18.58 36.18

± 5.34

± 0.27

M

Trên vai

-48.52

-6.64

26.36

1.99

- 53.60 29.88

1.03

± 0.32

N

-22.64

- 19.18 -9.29

-9.29

28.38

12.89

-4.69

8.93

± 2.96

± 1.66

V

80.37

40.74

28.89

-23.58

-5.80

- 24.82 - 18.58 69.62

± 4.01

± 2.72

M

Đỉnh cột

1.03

- 96.11 29.88

- 62.03 26.36

1.99

-48.52

-6.64

± 0.32

N

8.93

27.86

18.95

-4.69

-22.64

- 19.18 -9.29

-9.29

± 1.66

V

80.37

40.74

28.89

-23.58

5.80

- 24.82 - 18.58 69.62

± 4.01

± 2.72

M

Đầu xà

8.99

- 96.11 21.72

- 62.03 21.48

-4.47

-25.40

-9.81

± 1.62

± 1.68

N

Xà 10,5 m

0.14

27.86

24.34

2.45

-26.46

-4.69

± 0.48

± 0.15

V

5.80

47.24

49.70

2.27

-47.97

± 1.09

M

Cuối xà

8.99

21.72

21.48

-4.47

-25.40

- 20.58 -9.81

± 1.62

± 1.68

N

0.14

-0.69

-3.64

2.45

2.25

- 11.15 - 18.16 - 20.58 - 11.15 6.54

-4.69

- 20.96 - 22.85 - 41.57 - 20.96 1.85

± 0.48

± 0.15

V

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC

Tổ hợp cơ bản 1

Tổ hợp cơ bản 2

Cấu kiện

Tiết diện

Nội lực

MMAX NTƯ

MMIN NTƯ

NMAX MTƯ

MMAX NTƯ

MMIN NTƯ

NMAX MTƯ

1+5

1+4

1+7+9

1+5+8+10

1+4+6

1+4+7+9

65.15

-96.03

Tải trọng M

83.90

-105.46

-87.79

Chân cột

-75.45

-130.15

-113.57

-103.94

-242.80

28.54

-41.22

-48.01 - 233.25 -30.29

32.95

-40.78

-46.25

1+7+9

1+5

1+7+9

1+4+6+7+9

1+5+8+10

1+4+7+9

89.66

-8.54

V Tải trọng M

147.80

-14.16

108.15

Vai dưới

-175.20

-18.64

-161.15

-57.34

-185.45

Cột

78.98 - 175.84 -30.29

-29.32

-24.37

5.74

9.45

-46.25

1+4

1+4+6+8+10

1+5+7+9

1+4

1+5

Vai trên

81.21 -73.34 -41.22

117.13 -45.92 -18.23

81.21 -73.34 -41.22

-8.57 -18.64 5.74

-36.83 -20.13 -3.98

1+4

1+5

1+4

1+5+7+9

Đỉnh cột

149.99 -73.34 -41.22

-15.74 -18.64 5.22

149.99 -73.34 -41.22

-30.96 -20.13 -3.28

1+4

1+5

1+4

1+4+8+10

1+5+7+9

1+4+7+9

Đầu xà

149.99 -46.36 -49.31

-15.74 -3.68 1.40

149.99 -46.36 -49.31

150.70 -34.66 -46.76

-30.96 -11.33 0.39

118.20 -49.75 -45.25

Xà 10,5m

1+6

1+4

1+6+8+10

1+4+7+9

Cuối xà

V Tải trọng M N V Tải trọng M N Q Tải trọng M N Q Tải trọng M N Q

1.73 -3.92 -1.39

-89.54 -46.36 4.10

2.96 3.54 -0.77

-84.32 -49.75 5.69

( Đơn vị tính : KN, KN.m )

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

vii. thiÕt kÕ tiÕt diÖn cÊu kiÖn

0, 2905

I cot H

xaI L

6.1 21

� �� = : � ��

1. ThiÕt kÕ tiÕt diÖn cét a) X¸c ®Þnh chiÒu dµi tÝnh to¸n Chän ph¬ng ¸n cét tiÕt diÖn kh«ng ®æi. Víi tû sè ®é cøng cña xµ vµ cét ®· gi¶ thiÕt lµ b»ng nhau ta cã:

1, 406

+ +

n n

0, 56 0,14

0, 2905 0, 56 0, 2905 0,14

HÖ sè chiÒu dµi tÝnh to¸n

VËy chiÒu dµi tÝnh to¸n trong mÆt ph¼ng khung cña cét x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

m= = = m H . 1, 406.6,1 8,577( )

ChiÒu dµi tÝnh to¸n cña cét theo ph¬ng ngoµi mÆt ph¼ng khung (ly) lÊy b»ng kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®iÓm cè ®Þnh kh«ng cho cét chuyÓn vÞ theo ph¬ng däc nhµ (dÇm cÇu trôc, gi»ng cét, xµ ngang). GØa thiÕt bè trÝ gi»ng cét däc nhµ b»ng thÐp h×nh ch÷ C t¹i cao tr×nh +2.150 tøc lµ ë vÞ trÝ gi÷a phÇn cét tÝnh tõ mÆt mãng ®Õn dÇm h·m, nªn ly = 2,15m

b) Chän vµ kiÓm tra tiÕt diÖn

Tõ b¶ng tæ hîp néi lùc chän cÆp néi lùc tÝnh to¸n: M = 108,15 (kNm) N = -185,45 (kN) V = -46,25 (kN)

§©y lµ cÆp néi lùc t¹i tiÕt diÖn díi vai, trong tæ hîp néi lùc do c¸c trêng

hîp t¶i träng 1,4,7,9 g©y ra

ChiÒu cao tiÕt diÖn cét chän tõ ®iÒu kiÖn ®é ®øng

= = (cid:0) (cid:0) h cm (40, 6 30,5) (cid:0) Chän h = 40cm 1 1 � � 15 20 � � H . � �

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

BÒ réng tiÕt diÖn cét chän theo c¸c ®iÒu kiÖn cÊu t¹o vµ ®é cøng

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

) h 0,3 0,5 .

(12 20)

(cid:0) (cid:0)

( (

)

= = (cid:0) (cid:0) (cid:0) b cm l 1/ 20 1/ 30 (10, 75 7,16) Chän bf = 20cm

DiÖn tÝch tiÕt diÖn cÇn thiÕt cña cét x¸c ®Þnh s¬ bé nh sau:

(

(2,2 2,8)

) 39,18 46,87 (

2 cm

)

A yc

N g f .

2 108,15.10 185.45.40

M N h .

� h � �

� = � �

� 1,25 (2,2 2,8) � �

� 185,45 = � 21.1 � Trong ®ã : (cid:0) - hÖ sè ¶nh hëng cña h×nh d¹ng tiÕt diÖn, lÊy (cid:0)

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

= 1,25

(

)

1/ 70 1/100

0, 6

(cid:0) (cid:0) BÒ dµy b¶n bông: (cid:0) Chän tw =0,6cm.

0,6.38 2.(1.20) 62,8(

A t h

2 cm

)

TiÕt diÖn cét nh sau: TiÕt diÖn cét B¶n c¸nh: (1 x 20) cm B¶n bông: (0,6x 38) cm

. w w

t b f

* TÝnh c¸c ®Æc trng h×nh häc cña tiÕt diÖn ®· chän: =

+ M« men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn

3 t h ) w w

17957(

)

b h f 12

f 12

20.40 12

3 � � 0,5(20 0,6).38 = � � 12 � �

� b 0,5( � �

� = � �

1334(

)

t b . f f 12

38.0,6 12

1.20 12

h t . w w 12 + M« men kh¸ng uèn

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

- - - -

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

= = cm . 17957. 898( ) = W I x 2 h 2 40

17957 62,8 16,91(

)

I A x

1334 62,8

4,61(

)

I A y

+ B¸n kÝnh qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn =

120

i x

8,577.10 16,91 50,72 [ < l

[ < l ]

2,15.10 4,61 46,64

120

_ l

f E

50,72. 21 2,1.10

1,604

_ l

+ §é m¶nh vµ ®é m¶nh quy íc cña cét ]

l= = = f E 46,64 21 2,1.10 1,475

4,08

108,15.10 62.8 898

185,45

M A . N W x

= : ®é lÖch t©m

+ §é lÖch t©m t¬ng ®èi

Trong ®ã: M N

A : diÖn tÝch tiÕt diÖn ngang Wx : m« men chèng uèn cña tiÕt diÖn theo trôc x-x Tra b¶ng IV.5 phô lôc – víi lo¹i tiÕt diÖn sè 5, ta cã :

Víi Af / Aw = 0,5:

(1,75 0,1

) 0,02(5

l ) x

- - -

=(1,75 - 0,1.4,08) - 0,02(5 -4,08).1,604 = 1,31

Víi Af / Aw (cid:0) 1 :

(1,9 0,1

) 0,02(6

l ) x

- - -

mh=

=(1,9-0,1.4,08)- 0,02(6- 4,08).1,604 = 1,43 Víi Af / Aw = (1.20)/(0,6.38) = 0,877 ta cã (cid:0) =1,339

m e

Tõ ®ã: = 1,339.4,08 =5,463 <20  Kh«ng cÇn kiÓm tra

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

bÒn.

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

(cid:0)

l =1,604 vµ

em = 5,463 ; tra b¶ng IV.3 phô lôc, néi suy cã

Víi

=0,221 §iÒu kiÖn æn ®Þnh tæng thÓ cña cét trong mÆt ph¼ng khung

f g (kN/cm 2 )< . c

s = = = 13,36 ®îc kiÓm tra theo c«ng thøc: j N A 185,45 0,221.62,8

=21(kN/cm 2 )

§Ó kiÓm tra æn ®Þnh tæng thÓ cña cét theo ph¬ng ngoµi mÆt

ph¼ng khung cÇn tÝnh trÞ sè m«men ë 1/3 chiÒu cao cña cét díi kÓ tõ

phÝa cã m«men lín h¬n. V× cÆp néi lùc dïng ®Ó tÝnh to¸n cét lµ t¹i tiÕt

diÖn díi vai vµ do c¸c trêng hîp

t¶i träng (1,4,7,9) g©y ra nªn trÞ sè cña m«men uèn t¹i tiÕt diÖn ch©n cét t- ¬ng øng lµ: M=-87,79 (kNm).

VËy trÞ sè cña m«men t¹i 1/3 chiÒu cao cét díi, kÓ tõ tÝªt diÖn vai

cét:

[

]

87,79 108,15 3

- - = 42,84kNm) M = 108,15 +

Do ®ã: M’=max ( M ; M/2) = max (42,84 ; 108,15/2) = 54,075(kNm).

2,039

TÝnh ®é lÖch t©m t¬ng ®èi theo M’ :

54,075.10 .62,8 185,45.898

' M A . N W x

m x =

xm = 2,039 < 5 nªn theo (2.44) ta cã

> l

= c Do b a + m 1

b = v× 1

3,14

E f /

3,14 2,1.10 / 21 99

46,64

a =

+ 0,65 0,05

0,65 0,05.2,039 0,752

ë trªn:

c =

0,395

Theo b¶ng 2.1 ta cã:

1 1 0,752.2,039

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

Tõ ®ã:

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

(cid:0) =0,827

Víi l =46,64 , tra b¶ng IV.2 phô lôc, néi suy cã

Do vËy ®iÒu kiÖn æn ®Þnh tæng thÓ cña cét theo ph¬ng ngoµi mÆt

9,04

ph¼ng ®îc kiÓm tra theo c«ng thøc:

f (cid:0). =21(kN/cm 2 )

185, 45 0,395.0,827.62,8

N j c A y

(kN/cm 2 )<

§iÒu kiÖn æn ®Þnh côc bé cña c¸c b¶n c¸nh vµ b¶n bông cét ®îc

kiÓm tra theo c¸c c«ng thøc sau:

Víi b¶n c¸nh cét:

9,7

(0,36 0,1.1,604).

b 0 t

0,5(20 0,6) 2

2,1.10 21

� � b = 0 � � t � �� f

- =16,46

< nªn [b0/tf] x¸c ®Þnh theo (2.49).

1,604 4

l = x

< vµ kh¶ n¨ng chÞu lùc

V× 0,8 <

1,604 2

l = x

Víi b¶n bông cét: do mx = 4,08> 1;

cña cét ®îc quyÕt ®Þnh bëi ®iÒu kiÖn æn ®Þnh tæng thÓ trong mÆt

s s> ph¼ng uèn (do ) nªn theo b¶ng 2.2 ta cã :

2 (1,3 0,15.1,604 )

< 63,3 3,1.

h w t

38 0,6

2,1.10 21

= + = + l (1,3 0,15 ) 53,31 E f 2,1.10 21 � �= h w � � t � � w

< 63,3 2,3.

h w t

38 0,6

2,1.10 21

63,3

53,31

(cid:0) Kh«ng ph¶i ®Æt v¸ch cøng

h w t

38 0,6

� � h =� � w t � � w

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

Ta cã:

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

 do vËy b¶n bông cét kh«ng b¶o ®¶m æn ®Þnh côc bé,coi nh chØ cã

phÇn b¶n bông cét tiÕp gi¸p víi hai b¶n c¸nh cßn lµm viÖc. BÒ réng cña

0,85.0,6.53,31 27,19(

)

0,85 . w

C 1

� � h = w � � t � � w

ph©n bông cét nµy lµ :

DiÖn tÝch tiªt diÖn cét, kh«ng kÓ phÇn b¶n bông bÞ mÊt æn ®Þnh côc

bé

' A

= + = cm > = A cm 2.0,6.27,19 2.1.20 72,63( ) 62,8( )

 kh«ng cÇn kiÓm tra l¹i c¸c ®iÒu kiÖn

æn ®Þnh tæng thÓ.

ChuyÓn vÞ ngang lín nhÊt ë ®Ønh cét tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n b»ng phÇn

3,02

mÒm SAP 2000 trong tæ hîp tÜnh t¶i vµ t¶i träng giã tr¸i tiÓu chuÈn lµ

D = x

x H

0,0126 6,1

0,619 300

1 300

D Do ®ã: .

=> VËy tiÕt diÖn ®· chän lµ ®¹t yªu cÇu.

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

2. ThiÕt kÕ tiÕt diÖn xµ ngang * §o¹n xµ 10,50 m Tõ b¶ng tæ hîp néi lùc chän cÆp néi lùc tÝnh to¸n: M = 150,70 (kNm)

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

N = -34,66 (kN) V = -46,76 (kN)

§©y lµ cÆp néi lùc t¹i tiÕt diÖn ®Çu xµ, trong tæ hîp néi lùc do c¸c trêng

hîp t¶i träng 1,4,8,10 g©y ra

717,62(

3 cm

)

yc W x

M g f

2 150,70.10 21.1

M« men cÇn thiÕt cña tiÕt diÖn xµ ngang x¸c ®Þnh theo c«ng thøc

ChiÒu cao cña tiÕt diÖn xµ x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn tèi u vÒ chi phÝ vËt liÖu theo c«ng thøc díi ®©y, víi bÒ dµy b¶n bông xµ chän s¬ bé lµ 0,8 cm

(

) 1,15 1,2 .

) 39,77 41,5 (

yc W x t

= = (cid:0) (cid:0) = h k cm ) 717,62 0,6

(cid:0)

Chän h = 40cm * KiÓm tra tiÕt diÖn + KiÓm tra bÒ dµy b¶n bông tõ ®iÒu kiÖn chÞu c¾t

0,6

3 2w

0,6

0,15(

cm )

(cid:0) (cid:0)

V g v c 3 46,76 2 40.12.1

Ta cã : =

DiÖn tÝch tiÕt diÖn cÇn thiÕt cña b¶n c¸nh xµ ngang ®îc x¸c ®Þnh theo thøc c«ng

(

)

717,62.

15,26(

2 cm

)

A yc

b t f

3 h t h w w 2 12

3 40 0,6.38 2

2 = 2 39

� yc W � x �

� � 2 = � � 2 h � � f

� � �

(cid:0) - -

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

Theo c¸c yªu cÇu cÊu t¹o vµ æn ®Þnh côc bé, kÝch thíc tiÕt diÖn cña b¶n c¸nh ®îc chän lµ tf = 1cm; bf = 20cm MÆt c¾t ngang cña tiÕt diÖn xµ

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

0,6.38 2.(1.20) 62,8(

)

A t h . w w

t b f f

+ TÝnh c¸c ®Æc trng h×nh häc cña tiÕt diÖn = 2 cm

+ M« men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn

3 t h ) w w

17957(

)

b h f 12

f 12

20.40 12

3 � � 0,5(20 0,6).38 = � � 12 � �

� b 0,5( � �

� = � �

- - - -

+ M« men kh¸ng uèn

= = cm 17957. . 898( ) = W I x 2 40

30,41

M A N W x

2 h TÝnh ®é lÖch t©m t¬ng ®èi:

34,66 me = (cid:0) mx > 20 (v× (cid:0)

150,70.10 62,8 898 (cid:0) Do mx = 30,26 >20 (cid:0) tÝnh to¸n vµ kiÓm tra theo ®iÒu kiÖn bÒn.

g f

17,33

= 21.1 21(

kN cm /

)

N M + A W

34,66 150,70.10 62,8

898

1) nªn tiÕt diÖn xµ ngang ®îc

+ t

T¹i tiÕt diÖn ®Çu xµ cã m« men uèn vµ lùc c¾t cïng t¸c dông nªn cÇn kiÓm tra øng suÊt t¬ng ®¬ng t¹i chç tiÕp xóc gi÷a b¶n c¸nh vµ b¶n bông theo c«ng thøc sau:

g 1,15

2 1

2 13

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

(cid:0)

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

15,94(

kN cm /

)

s = 1

150,70.10 38 40

898

M h w . W h x

Trong ®ã:

h t

) / 2 (20.1).(40 1) / 2 390(

).(

)

b t ( f

1,69(

kN cm /

)

t = 1

46,76.390 17957.0,6

I t x w

+ t

�

15,94

3.1,69

16,21 1,15

= 1,15.21.1 24,15(

kN cm /

)

2 1

2 13

M« men tÜnh cña mét c¸nh dÇm ®èi víi trôc trung hoµ x-x = - -

(

)

0,5.

9,7

15,81

E f

b 0 t

0,5. 20 0,6 1

1 2

1 2,1.10 21 2

- + KiÓm tra æn ®Þnh côc bé cña b¶n c¸nh vµ b¶n bông ( (cid:0)

= = = = < 63,3 5,5 5,5 174 h w t E f 38 0,6 2,1.10 21

(cid:0) B¶n bông kh«ng bÞ mÊt æn ®Þnh côc bé díi t¸c dông cña øng suÊt ph¸p

nÐn (kh«ng ph¶i ®Æt sên däc)

= = = = < 63,3 3,2 3,2 101,2 h w t E f 38 0,6 2,1.10 21

(cid:0) B¶n bông kh«ng bÞ mÊt æn ®Þnh côc bé díi t¸c dông cña øng suÊt tiÕp

(kh«ng ph¶i ®Æt sên cøng ngang)

= = = = < 63,3 2,5 2,5 79 h w t E f 38 0,6 2,1.10 21

(cid:0) B¶n bông kh«ng bÞ mÊt æn ®Þnh côc bé díi t¸c dông cña øng suÊt ph¸p

vµ øng suÊt tiÕp (kh«ng ph¶i kiÓm tra c¸c « bông) VËy tiÕt diÖn xµ ®· chän lµ ®¹t yªu cÇu vµ cét ®· chän phï hîp víi gi¶ thiÕt ban ®Çu lµ b»ng nhau.

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

3. ThiÕt kÕ c¸c chi tiÕt 3.1. Vai cét

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

Víi chiÒu cao tiÕt diÖn cét lµ h = 40cm, theo c¸c c«ng thøc (2.60) vµ (2.61) trong “ThiÕt kÕ khung thÐp nhµ c«ng nghiÖp mét tÇng, mét nhÞp” - Trêng §HKT HN Ta x¸c ®Þnh m« men uèn vµ lùc c¾t t¹i chç liªn kÕt c«ng - x«n vai cét víi b¶n c¸nh cét, s¬ ®å tÝnh dÇm vai nh h×nh vÏ:

(cid:0)

kNm

(

(129,591 6,3).(0,75 0,4) 47,56(

)

dct

max +

).( =

= M D = V D

129,59 6,3 135,89(

)

dct

max

- - S¬ ®å tÝnh dÇm vai + = h )

dv fb

BÒ réng b¶n c¸nh dÇm vai chän b»ng bÒ réng c¸nh cét . GØa

dct

thiÕt bÒ réng cña sên gèi dÇm cÇu trôc bdct = 20cm. Chän s¬ bé bÒ dµy dv = 1cm. Tõ ®ã bÒ dµy b¶n bông dÇm vai x¸c ®Þnh c¸c b¶n c¸nh dÇm vai tf tõ ®iÒu kiÖn chÞu Ðp côc bé do ph¶n lùc dÇm cÇu trôc truyÒn vµo, theo c«ng thøc :

0,3(

)

dv w

(

(cid:0)

(

135,89 ) + 20 2.1 .21.1

f g

max + t 2

G ) dv f

b dct

dv = 0,8cm

(cid:0) Chän tw

ChiÒu cao cña dÇm vai x¸c ®Þnh s¬ bé tõ ®iÒu kiÖn b¶n bông dÇm vai ®ñ

kh¶ n¨ng

dv h w

dv wh

= = (cid:0) = cm . 21,2( ) (cid:0) Chän cm 38 t 3 2 chÞu c¾t, suy ra tõ c«ng thøc: V 3 135,89 f g dv 2 0,8.12.1 w

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

+ C¸c ®Æc trng h×nh häc cña tiÕt diÖn dÇm vai.

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

3 t h ) w w

18871,5(

)

dv x

b h f 12

f 12

20.40 12

� 0,5(20 0,8).38 � 12 �

3 � = � �

� b 0,5( � �

� = � �

- - - -

+ M« men kh¸ng uèn

dv W x

dv x

= = = I cm . 18871,5. 943,6( ) 2 h 2 40

+ M« men tÜnh cña mét c¸nh dÇm vai

h t

).(

) / 2 (20.1).(40 1) / 2 390(

)

dv f

b t ( f

- -

TrÞ sè cña øng suÊt ph¸p vµ øng suÊt tiÕp t¹i chç tiÕp xóc gi÷a b¶n c¸nh vµ

4,79(

kN cm /

)

s = 1

47,56.10 38 40

943,6

dv M h w . dv W h x dv

b¶n bông dÇm vai:

dv VS f dv t x w

+ t

= = 3,51( kN cm / ) t = 1 I 135,89.390 18871,5.0,8

g 1,15

2 1

2 13

�

4,79

2 3.3,51

7,74(

kN cm /

g f ) 1,15 .

24,15(

kN cm /

)

(cid:0) + VËy theo c«ng thøc

+ KiÓm tra æn ®Þnh côc bé cña b¶n c¸nh vµ b¶n bông dÇm vai: * B¶n c¸nh:

(

)

(

)

0,5.

dv w

9,6

15,8

dv f t

E f

0,5. 20 0,8 1

1 2

1 2,1.10 21 2

b 0 dv t f

- (cid:0)

dv h w dv t w

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

* B¶n bông : = = = = < 47,5 2,5 2,5 79 E f 38 0,8 2,1.10 21

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

200

0 0 4

0 1

1 F

60 60

200

150

0 0 4

0 8 3

750

550

0 1

1 - 1

- = 20 1 19(

)

wl =

CÊu t¹o vai cét

)

0,5.(20 0,8) 1 8( =

- = 38 1 37(

)

- - (cid:0) PhÝa díi c¸nh (4 ®êng hµn)

2.0,6.37 44,4(

)

A w

h l . f w

+ Chän chiÒu cao ®êng hµn liªn kÕt dÇm vai vµo cét hf = 0,6cm ChiÒu dµi tÝnh to¸n cña c¸c ®êng hµn liªn kÕt dÇm vai víi b¶n c¸nh cét x¸c ®Þnh nh sau: PhÝa trªn c¸nh (2 ®êng hµn) wl wl ë b¶n bông (2 ®êng hµn) Tõ ®ã, diÖn tÝch tiÕt diÖn vµ m« men chèng uèn cña c¸c ®êng hµn trong liªn kÕt (coi lùc c¾t chØ do c¸c ®êng hµn liªn kÕt ë b¶n bông chÞu)

3 8.0,6 12

= + + = cm 2 19.0,6.20 2.8.0,6.19 1055,9( ) 0,6.37 12 2 40 � � + 2. � � � � � + � � � � 19.0,6 � � 12 � � � . � �

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

+ Kh¶ n¨ng chÞu lùc cña c¸c ®êng hµn trong liªn kÕt ®îc kiÓm tra theo

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

c«ng thøc:

( b

)

g min

V A w

2 � � � � M + � � � � W � � � � w

)

�

( b �

3,06(

kN cm /

)

12,6(

kN cm /

)

g min

135,89 44,4

� 47,56 � 1055,9 �

2 � � + � � � �

2 � � �

(cid:0)

kN cm /

)

s wsf =

= 0,7.18 12,6( )

) 12,6(

kN cm /

)

;

b f f wf

f s ws

= b min min(

= = b ; 1.0,45.34,5 15,53( kN cm / )

Trong ®ã : b = f wff ( + KÝch thíc cña cÆp sên gia cêng cho bông dÇm vai lÊy nh sau:

38(

)

h s

dv h w

ChiÒu cao:

40 52,7(

)

b s

dv h w 30

380 30 =

BÒ réng: (cid:0) Chän bs = 6cm

f E

2.6 21 2,1.10

0,38(

)

b 2 s

(cid:0) BÒ dµy: (cid:0) Chän ts = 0,

6cm

3.2. Ch©n cét a) TÝnh to¸n b¶n ®Õ Tõ b¶ng tæ hîp néi lùc chän cÆp néi lùc tÝnh to¸n t¹i tiÕt diÖn ch©n cét: M =83,90 (kNm) N = -113,57 (kN) V = 32,95 (kN)

§©y lµ cÆp néi lùc t¹i tiÕt diÖn ch©n cét, trong tæ hîp néi lùc do c¸c trêng

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

hîp t¶i träng 1,5,8,10’ g©y ra C¨n cø vµo kÝch thíc tiÕt diÖn cét ®· chän, dù kiÕn chän ph¬ng ¸n cÊu t¹o ch©n cét cho trêng hîp cã vïng kÐo trong bª t«ng mãng víi 4 bu l«ng neo ë mét phÝa ch©n cét, cÊu t¹o ch©n cét liªn kÕt ngµm víi mãng nh h×nh vÏ:

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

dÇm ®Õ

s- ên

bu l«ng neo

s- ên

b¶n ®Õ

t b®

tsd

1 c

d s t

d b b

1 c

c 2 tdd

tdd

c 2

l bd

)

bdB

c 12

+ X¸c ®Þnh ®îc bÒ réng cña b¶n ®Õ: = + b 20 2.7 34( Trong ®ã trÞ sè c1 chän s¬ bé trong kho¶ng (5 (cid:0) 10) cm ; Chän c1 = 7cm ChiÒu dµi cña b¶n ®Õ x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn chÞu Ðp côc bé cña bª t«ng mãng.

L bd

M R

y B

N y bd

y B bd

b loc ,

� � � 2 �

2 � � � �

40,24(

)

113,57 2.34.0,75.1,33

6.83,90.10 34.0,75.1,33

� � �

2 � + � � =

(cid:0)

1,15(

kN cm /

)

bR =

1.1,15.1,16 1,33(

kN cm /

)

b locR ,

= + h

+ 44 2.0,8 2.11,2 64(

)

Víi gi¶ thiÕt bª t«ng mãng m¸c B20 cã vµ hÖ sè t¨ng cêng

L bd

c 2 2

®é (cid:0) b = 1,16 tõ ®ã x¸c ®Þnh ®îc Theo cÊu t¹o vµ kho¶ng c¸ch bè trÝ bu l«ng neo, chiÒu dµi cña b¶n ®Õ ®- îc x¸c ®Þnh nh sau : TrÞ sè c2 ®îc chän s¬ bé trong kho¶ng tõ (10(cid:0) 15) chän c2 = 11,2 vµ bÒ dµy cña dÇm ®Õ lµ (tdd = 0,8cm) t 2

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

TÝnh l¹i øng suÊt ph¶n lùc cña bª t«ng mãng phÝa díi b¶n ®Õ:

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

< y

0,41

max

b loc ,

113,57 34.64

6.83,90.10 34.64

N B L bd

M 6. 2 B L bd bd

0,75.1,33 1(

kN cm /

)

0,31

min

113,57 34.64

2 6.83,90.10 = - 34.64

N B L bd

M 6. 2 B L bd bd

112

196

112 8

6 6 1

¤2

¤1

200

200 112

0 4 3

6 6 1

8 6 6 1

¤2

¤1

¤2

¤1

320

120

100

100 15

1 3 0 -

1 4

4 2

4 1 0

305

335

- -

KÝch thíc b¶n ®Õ

BÒ dµy cña b¶n ®Õ ch©n cét ®îc x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn chÞu uèn cña b¶n ®Õ do øng suÊt ph¶n lùc trong bª t«ng mãng. XÐt c¸c « b¶n ®Õ: ¤ 1 (b¶n kª 3 c¹nh)

as=

kNcm

0,099.0,24.20

9,50(

)

= 8,7 / 20 0, 435

a 2

0,06.0,14.20

3,36(

kNcm )

2 2

a2 = d1 = 20cm; b2 = 16,6 cm; b2/a2 = 16,6/27,5 = 0,83

max

1,65

Tra b¶ng 2.4, néi suy ta cã (cid:0) b = 0,099 (cid:0) 2 d 1 1 ¤ 2 (b¶n kª 2 c¹nh liÒn kÒ) cm b cm b a ; ; 20 8,7 / 2 2 as= Tra b¶ng cã (cid:0) b = 0,06 (cid:0) VËy chiÒu dµy cña b¶n ®Õ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau :

t bd

M f g .

6.9,50 21.1

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

(cid:0) Chän tbd = 2 cm

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

b) TÝnh to¸n dÇm ®Õ

ddh phô thuéc vµo ®êng hµn liªn kÕt dÇm ®Õ vµo cét

KÝch thíc cña dÇm ®Õ chän nh sau: + ChiÒu cao:

b dd

34 =

0,8

ph¶i ®ñ kh¶ n¨ng truyÒn lùc do øng suÊt ph¶n lùc cña bª t«ng mãng. cm + BÒ réng:

bd ddt

+ BÒ dµy (®· chän)

(12 10).34.0,24 168,96(

)

ddN

Lùc truyÒn vµo mét dÇm ®Õ do øng suÊt ph¶n lùc cña bª t«ng mãng :

+ =

1 12,17(

)

N dd f

)

168,96 2.0,6.(0,7.18).1

h 2 ( f

g min

Theo cÊu t¹o, chän chiÒu cao cña ®êng hµn liªn kÕt dÇm ®Õ vµo cét lµ hf = 0,7cm. Tõ ®ã x¸c ®Þnh ®îc chiÒu dµi tÝnh to¸n cña 1 ®êng hµn liªn kÕt dÇm ®Õ vµo cét:

(cid:0) Chän chiÒu cao cña dÇm ®Õ hdd = 15cm

kN cm ) / =

kNcm

2 / 2 2,8.16,6 / 2 385,784(

)

0,14.(2.10) 2,8( = = M q l . s =

2 s =

= 2,8.16,6 46,48(

)

s q l . s

V s

c) TÝnh to¸n sên A S¬ ®å tÝnh sên lµ dÇm c«ng - x«n ngµm vµo b¶n bông cét b»ng 2 ®êng hµn liªn kÕt. Ta cã:

S¬ ®å tÝnh sên Chän bÒ dµy cña sên ts = 0,8cm. ChiÒu cao cña sên x¸c ®Þnh s¬ bé tõ ®iÒu kiÖn chÞu uèn:

11,74(

)

h s

M 6. t f g

6.385,784 0,8.21.1

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

(cid:0) (cid:0) Chän hs = 20 cm

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

+ t

2 1

� � �

2 � � �

6.387,784 0,8.20 = g

8,84(

kN cm /

) 1,15.

2 � � 46,48 + 3. � � 0,8.20 � � = 1,15.21.1 24,15(

kN cm /

)

KiÓm tra l¹i tiÕt diÖn sên ®· chän theo øng suÊt t¬ng ®¬ng:

- = 2.0,7.(20 1) 22,8(

)

A w

Theo cÊu t¹o, chän chiÒu cao ®êng hµn liªn kÕt sên A vµo b¶n bông cét hf = 0,6cm. DiÖn tÝch tiÕt diÖn vµ m« men chèng uèn cña c¸c ®êng hµn nµy lµ:

72,2(

)

W w

0,6.(20 1) 6

Kh¶ n¨ng chÞu lùc cña c¸c ®êng hµn nµy ®îc kiÓm tra theo c«ng thøc:

( b

)

g min

M W w

V s A w

2 � � � � + � � � � � � � �

)

�

( b �

5,72(

kN cm /

)

12,6(

kN cm /

)

g min

385,784 72, 2

46,48 22,8

� � �

2 � � + � � � �

2 � � �

(cid:0)

kN cm ) / =

kNcm

2 / 2 6,89.11, 2 / 2 432,14(

)

0,41.16,8 6,89( = = M q l . s =

2 s =

6,89.11,2 77,17(

)

s q l . s

V s

d) TÝnh to¸n sên B T¬ng tù nh trªn, víi bÒ réng diÖn truyÒn t¶i vµo sên lµ: 1,5ls = 1,5.11,2 = 16,8 cm Ta cã:

Chän bÒ dµy sên lµ ts = 0,8cm. ChiÒu cao cña sên x¸c ®Þnh s¬ bé tõ ®iÒu kiÖn chÞu uèn:

12,42(

)

h s

M 6. t f g

6.432,14 0,8.21.1

(cid:0) (cid:0) Chän hs = 20 cm

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

KiÓm tra l¹i tiÕt diÖn sên ®· chän theo øng suÊt t¬ng ®¬ng:

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

+ t

2 1

77,17 0,8.20

2 � � + 3. � � � �

2 � � �

� � �

6.432,14 2 0,8.20 =

11,64(

kN cm /

) 1,15.21 24,15(

kN cm /

)

- = 2.0,6.(20 1) 22,8(

)

A w

Chän chiÒu cao ®êng hµn liªn kÕt víi sên B vµo dÇm ®Õ hf = 0,6cm. DiÖn tÝch tiÕt diÖn vµ m« men chèng uèn cña c¸c ®êng hµn nµy lµ:

72,2(

)

W w

0,6.(20 1) 6

Kh¶ n¨ng chÞu lùc cña c¸c ®êng hµn nµy ®îc kiÓm tra theo c«ng thøc:

( b

)

g min

M W w

V s A w

2 � � � � + � � � � � � � �

)

�

( b �

6,88(

kN cm /

)

12,6(

kN cm /

)

g min

432,14 72,2

77,17 22,8

� � �

2 2 � � � � � � � � �

(cid:0)

= 3 64 2 33,5 3 20,8(

)

- =

- -

c - = 3 6 64 33,5 / 3 6 46,8(

)

- - e) TÝnh to¸n bu l«ng neo Tõ b¶ng tæ hîp néi lùc chän cÆp néi lùc ë ch©n cét g©y kÐo nhiÒu nhÊt cho c¸c bu l«ng neo: M = 83,90 (kNm) N = - 113,57 (kN) V = 32,95 (kN) §©y lµ cÆp néi lùc ®· dïng ®Ó tÝnh ch©n cét, do c¸c t¶i träng 1,5,8,10 g©y ra. ChiÒu dµi vïng bª t«ng chÞu nÐn díi b¶n ®Õ lµ c = 33,5cm. Chän kho¶ng c¸ch tõ mÐp biªn b¶n ®Õ ch©n cét ®Õn t©m bu l«ng neo lµ 6cm, x¸c ®Þnh ®îc: = a L bd = y L

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

83,90.10

113,57.20,8

128,80(

)

T 1

M N y

46,8

- -

Chän lo¹i bu l«ng neo chÕ t¹o tõ thÐp hîp kim thÊp m¸c 09Mn2Si, tra b¶ng I.10 phô lôc trong "ThiÕt kÕ khung thÐp nhµ c«ng nghiÖp mét tÇng, mét

190(

N mm /

)

baf

nhÞp" ta cã

1,69(

)

yc A ba

128,80 4.19

T 1 n f . 1

DiÖn tÝch tiÕt diÖn cÇn thiÕt cña mét bu l«ng neo:

Chän bu l«ng (cid:0) 20 cã Abn = 2,49(cm2) TÝnh l¹i tæng lùc kÐo trong th©n c¸c bu l«ng neo ë mét phÝa ch©n cét theo c«ng thøc :

104,56(

)

T 2

83,90.10 52

113,57 = 2

M N = L 2 b

- -

Trong ®ã Lb : kho¶ng c¸ch gi÷a 2 d·y bu l«ng neo ë hai biªn cña b¶n ®Õ Do T2 < T1 nªn ®êng kÝnh bu l«ng neo ®· chän lµ ®¹t yªu cÇu

f) TÝnh to¸n c¸c ®êng hµn liªn kÕt cét vµo b¶n ®Õ C¸c ®êng hµn liªn kÕt tiÕt diÖn cét vµo b¶n ®Õ ®îc tÝnh to¸n trªn quan niÖm m« men vµ lùc däc do c¸c ®êng hµn ë b¶n c¸nh chÞu, cßn lùc c¾t do c¸c ®êng hµn ë b¶n bông chÞu. Néi lùc ®Ó tÝnh to¸n ®êng hµn chän trong b¶ng tæ hîp néi lùc chÝnh lµ cÆp ®· dïng ®Ó tÝnh to¸n bu l«ng neo. Lùc kÐo trong b¶n c¸nh cét do m« men vµ lùc däc ph©n vµo theo c«ng thøc:

152,97(

)

83,90.10 40

113,57 2

M N � � h 2 �

� � = � � � �

� = � �

(cid:0) -

Tæng chiÒu dµi tÝnh to¸n cña c¸c ®êng hµn liªn kÕt ë mét b¶n c¸nh cét (kÓ c¶ c¸c ®êng hµn liªn kÕt dÇm ®Õ vµo b¶n ®Õ)

)

22,4(

)

wl 1

) 15 1 2

20 0,6 2

15 20 2

( � � �

( � � + 1 2. � � � �

� = 1 � �

- - - - - - (cid:0)

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

ChiÒu cao cÇn thiÕt cña c¸c ®êng hµn liªn kÕt ë b¶n c¸nh cét theo c«ng thøc:

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

0,54(

)

yc f

(

)

k f

N .

152,97 22,4.(0,7.18).1

l 1

g min

(cid:0)

0,035(

)

yc f

ChiÒu cao cÇn thiÕt cña c¸c ®êng hµn liªn kÕt ë b¶n bông cét theo c«ng thøc:

(

)

V .

32,95 2.(38 1).(0,7.18).1

l 2

g min

- (cid:0)

(cid:0)

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

h×nh vÏ:

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

400

380

dÇm ®Õ

S¦êN B

sên A

0 4 3

0 0 2

8 bul«ng neo Ø30

8 bul«ng

0 7 0 2 0 7

Ø30

0 9

6 6 1

0 4 3

h =7mm f

0 9

6 6 1

112 8

196

120

280

120 60

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

h =7mm f

640

8 112

196

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

3.3. Liªn kÕt cét víi xµ ngang CÆp néi lùc dïng ®Ó tÝnh to¸n liªn kÕt lµ cÆp g©y kÐo nhiÒu nhÊt cho c¸c bu l«ng t¹i tiÕt diÖn ®Ønh cét. Tõ b¶ng tæ hîp chän ®îc cÆp néi lùc: M = -30,96 (kNm) N = -20,13 (kN) V = -3,28 (kN)

g©y ra. Tr×nh tù tÝnh to¸n nh sau: a) TÝnh to¸n bu l«ng liªn kÕt Chän bu l«ng cêng ®é cao cÊp bÒn 8.8, ®êng kÝnh bu l«ng dù kiÕn lµ d =20mm Bè trÝ bu l«ng thµnh 2 d·y víi kho¶ng c¸c bu l«ng tu©n thñ c¸c quy ®Þnh trong b¶ng I.13 phô lôc “ ThiÕt kÕ khung thÐp nhµ c«ng nghiÖp mét tÇng, mét nhÞp” phÝa ngoµi cña cét bè trÝ mét cÆp sên gia cêng cho mÆt bÝch, víi kÝch thíc lÊy nh sau:

tw (cid:0) Chän ts = 0,8cm

Chän ls = 9cm

40.2,45 98(

)

] tbN

+ BÒ dµy: ts (cid:0) + BÒ réng (phô thuéc vµo kÝch thíc cña mÆt bÝch) (cid:0) + ChiÒu cao: hs = 1,5ls =1,5.9 = 13,5(cm) (cid:0) Chän hs = 15 (cm)

* Kh¶ n¨ng chÞu kÐo cña mét bu l«ng: [ kN f A . tb bn Trong ®ã:

tbf - cêng ®é tÝnh to¸n chÞu kÐo cña bu l«ng tra b¶ng I.9 phô lôc "ThiÕt

400(

N mm /

kN cm /

)

= ) 40(

2,45(

)

bnA

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

kÕ khung thÐp nhµ c«ng nghiÖp mét tÇng, métnhÞp "

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

Bè trÝ bu l«ng trong liªn kÕt cét víi xµ ngang

]

nf .

0,7.110.3,14.1.

.1 35,56(

)

Kh¶ n¨ng chÞu lùc trît cña mét bu l«ng cêng ®é cao (1)

f A . g hb

b 1

0,25 1,7

[

Trong ®ã:

hbf

0,7.

- cêng ®é tÝnh to¸n chÞu kÐo cña vËt liÖu bu l«ng cêng ®é cao

trong liªn kÕt ma s¸t,

ubf

- cêng ®é kÐo ®øt tiªu chuÈn cña vËt liÖu bu l«ng (B¶ng I.12 phô

1100(

N mm /

) 110(

kN cm /

)

ubf

lôc)

/ 4 3,14(

)

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

(øng víi m¸c thÐp 40Cr) =

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

g = do sè bu l«ng

1 1 b

- hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña liªn kÕt,

trong liªn

, b

kÕt n =14>10 m g - hÖ sè ma s¸t vµ hÖ sè ®é tin cËy cña liªn kÕt. Víi gi¶ thiÕt lµ

kh«ng

1,7

g 0,25, fn - sè lîng mÆt ma s¸t cña liªn kÕt,

fn =

gia c«ng bÒ mÆt cÊu kiÖn nªn theo (1)

Theo ®iÒu 6.2.5 TCXDVN 338-2005, trong trêng hîp bu l«ng chÞu c¾t vµ kÐo ®ång thêi th× cÇn kiÓm tra c¸c ®iÒu kiÖn chÞu c¾t vµ chÞu kÐo riªng biÖt. Lùc kÐo t¸c dông vµo mét bu l«ng ë d·y ngoµi cïng do m« men vµ lùc däc ph©n vµo (do m« men cã dÊu ©m nªn coi t©m quay trïng víi d·y bu l«ng phÝa trong cïng) theo c«ng thøc:

max

h 1 hi

N n

(cid:0) (cid:0)

13,63(

)

30,96.10 .39 + 2

2.(5,8

11,6

2 39 )

20,13 = 14

23,2 =

98(

)

17,4 ] tbN

nªn c¸c bu l«ng ®ñ kh¶ n¨ng chÞu lùc

[

]

1,44(

)

35,56(

)

g cb

V n

20,13 14

Do Nbmax = 13,63 kN < [ + KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu c¾t cña c¸c bu l«ng:

b) TÝnh to¸n mÆt bÝch BÒ dµy cña mÆt bÝch x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn chÞu uèn:

1,1

0,5(

)

10.13,63 + (20 10).21

b N . b max 1 + b b f ( ). 1

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

(cid:0)

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

vµ

1,1

0,66(

)

+ 10.13,63.(5,8 11,6 17,4 23,2 29 39) + 39.(20 39).21

b N i 1 b h f ( ) 1

(cid:0) (cid:0)

(cid:0) Chän t = 1 cm

- +

c) TÝnh to¸n ®êng hµn liªn kÕt tiÕt diÖn cét (xµ ngang) víi mÆt bÝch Tæng chiÒu dµi tÝnh to¸n cña c¸c ®êng hµn phÝa c¸nh ngoµi (kÓ c¶ sên)

4.(9,6 1) 2.(9 1) 50,4(

)

- (cid:0)

67,34(

)

30,96.10 40

20,13 2

M N � � h 2 �

� � = � � � �

� = � � VËy chiÒu cao cÇn thiÕt cña c¸c ®êng hµn nµy:

0,12(

)

yc f

(cid:0) -

N k f

(

)

67,34 50,4.(0,7.18).1

g min

(cid:0)

0,0035(

)

yc f

ChiÒu cao cÇn thiÕt cña c¸c ®êng hµn liªn kÕt b¶n bông cét víi mÆt bÝch (coi c¸c ®êng hµn nµy chÞu lùc c¾t lín nhÊt ë ®Ønh cét x¸c ®Þnh tõ b¶ng tæ hîp néi lùc)

V f

(

)

3, 28 2.(38 1).(0,7.18).1

g min

- (cid:0)

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

Chän chiÒu cao ®êng hµn lµ hf = 0,7cm

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

200

1 0

6 bul«ng th¦êng Ø18

xµ gå C 6cs2,5x070

7 lç

1 0

Ø22

1 0

0 5

45 58

58 58 58 58 58 70

0 1 0 1 0 5 1

hf = 7mm

0 5 1

0 0 2

0 0 1

14 bul«ng Ø20

0 5

400

380

cÊu t¹o mÆt bÝch (TL:1/10)

CÊu t¹o mèi nèi cét víi xµ ngang 3.4. Mèi nèi ®Ønh xµ: Trong b¶ng tæ hîp néi lùc chän cÆp néi lùc g©y kÐo nhiÒu nhÊt cho c¸c bu l«ng t¹i tiÕt diÖn ®Ønh xµ (®Ønh m¸i): M = -89,54 (kNm) N = -46,36 (kN) V = 4,10 (kN)

§©y lµ cÆp néi lùc trong tæ hîp néi lùc do c¸c trêng hîp t¶i träng 1,4 g©y ra. T¬ng tù nh trªn chän bu l«ng cêng ®é cao cÊp bÒn 8.8, ®êng kÝnh bu l«ng dù kiÕn d = 20mm (lç lo¹i C). Bè trÝ bu l«ng thµnh 2 hµng, ë phÝa ngoµi cña 2 b¶n c¸nh xµ ngang bè trÝ 2 cÆp sên gia cêng cho mÆt bÝch, kÝch thíc nh sau:

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

+ BÒ dµy : ts = 0,8cm + BÒ cao : hs = 9cm

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

+ ChiÒu réng : ls = 1,5hs =1,5.9 = 13,5(cm) (cid:0) Chän ls = 15 (cm)

Lùc kÐo t¸c dông vµo mét bu l«ng ë d·y díi cïng do m« men vµ lùc däc ph©n vµo (do m« men cã dÊu d¬ng nªn coi t©m quay trïng víi d·y bu l«ng phÝa trªn cïng) theo:

max

h 1 hi

cos n

a sin n

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

2 34 )

46,36.0,995 + 8

4,10.0,1 = 8

98(

)

] tbN

89,54.10 .34 2.(10 24 = 77,37( ) Nbmax = 77,37 (kN) < [ => nªn c¸c bu l«ng ®ñ kh¶ n¨ng chÞu lùc.

(cid:0)

Bè trÝ bu l«ng trong

liªn kÕt ®Ønh xµ + Kh¶ n¨ng chÞu c¾t cña c¸c bu l«ng ®îc kiÓm tra theo c«ng thøc:

a cos

sin

[

]

0,07(

)

35,56(

)

g cb

46,36.0,1 4,10.0,995 8 BÒ dµy cña mÆt bÝch x¸c ®Þnh tõ c¸c ®iÒu kiÖn sau:

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

(cid:0) -

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

1,1

1,49(

)

10.77,37 (10 10).21

bb N 1 max + b b f ( ) 1

(cid:0)

1,1

1,42(

)

10.77,37.(34 24 10) + 34.(10 34).21

b bi 1 b h f ( ) 1

(cid:0) (cid:0)

Chän t = 2 cm

- +

(cid:0) Tæng chiÒu dµi tÝnh to¸n cña c¸c ®êng hµn phÝa c¸nh díi (kÓ c¶ sên) x¸c ®Þnh t¬ng tù nh trªn lµ :

4.(9,6 1) 2.(9 1) 50,4(

)

- (cid:0)

334,89(

)

cos 2

a sin 2

89,54.10 25

46,36.0,995 2

M N � � h �

� � = � � � �

� 4,10.0,0995 = � 2 �

(cid:0) (cid:0) - -

0,53(

)

yc f

VËy chiÒu cao cÇn thiÕt cña c¸c ®êng hµn nµy:

N k f

(

)

334,89 50, 4.(0,7.18).1

g min

(cid:0)

ChiÒu cao cÇn thiÕt cña c¸c ®êng hµn liªn kÕt b¶n bông cét víi mÆt bÝch:

3 1,01.10 (

)

yc f

(cid:0) - -

sin l

(

V )

46,36.0,1 4,10.0,995 2.(23 1).(0,7.18).1

a cos g min

- (cid:0)

(cid:0) KÕt hîp cÊu t¹o, chän chiÒu cao ®êng hµn lµ hf = 0,7cm

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

CÊu t¹o mèi nèi ®Ønh xµ

®å ¸n m«n häc kÕt cÊu thÐp ii gvhd: phan thanh cÇu

0,073(

)

yc f

49,31.240 2.6372.(0.7.18).1

)

I 2 ( x

g min

3.5. Liªn kÕt b¶n c¸nh víi b¶n bông cét vµ xµ ngang Lùc c¾t lín nhÊt trong xµ ngang lµ t¹i tiÕt diÖn ®Çu xµ Vmax = 49,31 (kN) ChiÒu cao cÇn thiÕt cña ®êng hµn liªn kÕt gi÷a b¶n c¸nh vµ b¶n bông xµ ngang theo c«ng thøc: V S max b f

KÕt hîp cÊu t¹o, chän chiÒu cao ®êng hµn hf = 0,7 (cm) TiÕn hµnh t¬ng tù, chän chiÒu cao ®êng hµn liªn kÕt b¶n c¸nh víi b¶n bông cét lµ : hf = 0,7 (cm).

viii. tµi liÖu tham kh¶o

Sinh viªn: NGUYÔN QUANG CHIÕN

1. ThiÕt kÕ khung thÐp nhµ c«ng nghiÖp mét tÇng, mét nhÞp. TS. Ph¹m Minh Hµ (chñ biªn), TS. §oµn TuyÕt Ngäc ( Bé m«n kÕt cÊu thÐp - gç, Trêng ®¹i häc KiÕn Tróc Hµ Néi) 2. TCXDVN 338 - 2005 : KÕt cÊu thÐp - Tiªu chuÈn thiÕt kÕ. 3. Ph¹m V¨n Héi (chñ biªn). KÕt cÊu thÐp: CÊu kiÖn c¬ b¶n. Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc vµ Kü thuËt. Hµ Néi, 2006. 4. Ph¹m V¨n Héi (chñ biªn). KÕt cÊu thÐp 2 : C«ng tr×nh d©n dông vµ c«ng nghiÖp. Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc vµ Kü thuËt. Hµ Néi, 1998.