intTypePromotion=3

Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế khung thép nhà công nghiệp một tầng, một nhịp

Chia sẻ: Nguyen Quoc Cuong | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:105

0
282
lượt xem
82
download

Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế khung thép nhà công nghiệp một tầng, một nhịp

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Với kết cấu nội dung gồm 5 chương, đồ án tốt nghiệp "Thiết kế khung thép nhà công nghiệp một tầng, một nhịp" trình bày về cách xác định kích thước hình học của nhà thép, thiết kế xà gồ, tính toán tải trọng tác động lên khung ngang, tính nội lực và thiết kế khung,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung đồ án để nắm bắt đầy đủ nội dung chi tiết.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế khung thép nhà công nghiệp một tầng, một nhịp

  1. GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP MỤC ỤC SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 1
  2. 2 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. TS .Phạm Văn Hội (1999), Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp, Nhà  xuất bản khoa học và kỹ thuật , Hà Nội, 1998. [2]. Thiết kế  kết cấu thép nhà công nghiệp – GS . Đoàn Định Kiến ( Chủ  biên ) – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật – 1995. [3]. "Thiết kế khung thép nhà công nghiệp" ­ Phạm Minh Hà (Chủ biên) [4]. Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam : TCXDVN 338 : 2005 Kết cấu thép –   Tiêu chuẩn thiết kế. [5]. Trần Thị  Thôn(2010), Thiết kế  kết cấu thép, Nhà xất bảng Đại học  Quốc Gia TPHCM, HCM, 2003 2
  3. GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP THIẾT KẾ KHUNG THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT  TẦNG, MỘT NHỊP SỐ LIỆU LIỆU THIẾT KẾ. Đề S (mm) B (mm) h (mm) L (mm) Q (tấn) 58 27500 8000 7400 64000 17 STT Mã SV Họ và tên Sinh viên Lớp Mã đề 58 1151160066 Lê Vũ Linh XC11A 58 i = 15%. Đầu hồi có 4 khoảng bằng nhau. Tự chọn phương pháp đường hàn. Vùng gió TPHCM. Cường độ thép: Fy =235 MPa Fx = 400 Mpa. => Cường độ tính toán : Theo giới hạn chảy :   Theo giới hạn bền :   Ngày nhận đề: 13/10/2015. .2005 SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 3
  4. 4 Ngày nộp bài và bảo vệ (dự kiến): 17/1/2015. /  GVHD ThS Nguyễn Tam Hùng 4
  5. GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP CHƯƠNG 1 : XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC CỦA  NHÀ THÉP CẦU TRỤC Các thông số của cầu trục Kích  Áp  thước  lực  Sức  Nhịp  gabari bánh  Trọng lượng trục  cầu  t  xe lên  (T) Q(T) trục  chính ray  (m) (mm) (T) Xe  Toàn cầu  Bk Kk Hk Zmin Pmaxc Pminc con trục 20 25.5 4630 3800 1330 180 13.8 3.92 1.236 15.44 Ray cầu trục  Loại ray sử dụng là KP­70 có các thông số kỹ thuật sau: 120 28 Kích thước (mm) Loại ray Khối  120 lượng H B b KP­70 52.83 120 120 70 14 16 500 SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 5 14 200
  6. GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP Lấy chiều cao ray và lớp đệm là:  Hr = 120 + 80 = 200 (mm). DẦM CẦU TRỤC Từ bước cột và các thông số của cầu trục ta chọn dầm tiết diện chữ I định hình cao   50 cm có các thông số như hình bên. Chọn Hdct = 0.8 (m) Kích thước khung ngang theo phương thẳng đứng Bao gồm chiều cao cột dưới Hd, chiều cao cột trên Ht, chiều cao toàn cột H. Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang: Trong đó: Hc = HK = 1.33 m ­ chiều cao gabarit cầu trục. bk khoảng hở  an toàn giữa cầu trục với xà ngang, lấy không nhỏ  hơn  200mm. Chiều cao của cột khung (tính từ mặt móng): Trong đó:  H1 =7.4 (m) ­ cao trình đỉnh ray. H3 = 0.1 (m) – Phần cột chôn dưới cốt mặt nền, lấy sơ bộ khoảng 0÷1m. Chiều cao của cột trên:  1.65 + 0.8 + 0.2 = 2.65(m) Trong đó:  Hdct = 0.8 (m) ­ chiều cao dầm cầu trục. ­ chiều cao của ray và đệm, lấy sơ bộ 0.2m. Chiều cao của cột dưới: 9.15– 2.65= 6.5(m)  KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG THEO PHƯƠNG NGANG SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 6
  7. GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP Chọn trục định vị trùng với mép ngoài của cột (a = 0). Chiều cao tiết diện cột (chọn cột không thay đổi tiết diện): Theo yêu cầu về độ cứng: . Chọn h = 0.55 (m). Khoảng cách từ trục định vị đến trục ray cầu trục:    = 0.26 + (0.55 – 0) + 0.07 = 0.88 (m) Trong đó: B1 = 0.26 (m) – Phần đầu của cầu trục bên ngoài ray, tra bảng cầu trục. D = 0.07 (m) – Khe hở an toàn giữa cầu trục và mặt trong cột, lấy từ  0.06 – 0.075   (m) Chọn λ = 1 (m)  Nhịp của cầu trục Lc (khoảng cách 2 tim ray): Lc = L ­ 2λ = 27.5 – 2   1 = 25.5 (m) A B KÍCH THÖÔÙ C KHUNG NGANG SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 7
  8. GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP THIẾT KẾ XÀ GỒ XÀ GỒ MÁI Chọn tiết diện sơ bộ xà gồ Độ dốc mái: i=15%, suy ra: α= 8.53o, sinα= 0.148, cosα= 0.989. Xà gồ  mái chịu tác dụng của tải trọng tấm mái, trọng lượng bản thân xà gồ  và xà   gồ được chọn trước, sau đó kiểm tra lại theo điều kiện bền và điều kiện  biến dạng của xà gồ. Tấm lợp mái:  Trọng   lượng   1  Diện   tích   1   tấm  Tải   trọng   cho  Chiều dày (mm) tấm (KG/m2) (m2) phép (KN/m2) 0.7 6.59 8.39 1.96 Xà gồ: ta chọn xà gồ chữ “Z” ở bên trong và xà gồ chữ “C” ở ngoài biên nhắm tăng   ổn định cho mái.Từ catolog thép hình chữ Z của công ty Ngô Long SJC ta   chọn: Trọng  Chiề Diện  Ix Wx Iy Wy Tiết diện lượng  u   dày  tích  4 3 4 3 (cm ) (cm ) (cm ) (cm ) (kg/m) (mm) (cm2) Z200x62x6 379.5 37.317 48.723 7.405 4.95 1.8 6.3 8 SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 8
  9. GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 9
  10. GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP Trọng  Chiều  Diện  Tiết  Jx Wx Jy Wy lượng  dày  tích  diện (cm4) (cm3) (cm4) (cm3) (kg/m) (mm) (cm2) C20015 353 34.7 39.6 7.17 4.44 15 5.55 Tải trọng tác dụng lên xà gồ Tải trọng tác dụng lên xà gồ gồm : tải trọng tôn lợp mái, tải trọng bản thân xà gồ  và tải trọng do hoạt tải sửa chữa mái và gió. Chọn khoảng cách giữa các xà gồ trên mặt bằng là : 1.5 m    Khoảng cách giữa các xà gồ trên mặt phẳng mái  là :. (Độ dốc i = 15%  = 8.53o). Tĩnh tải Kí  Hệ số  Tải trọng tiêu  Tải trọng tính  Vật liệu mái hiệ vượt tải chuẩn toán u 1 lớp tôn lợp mái g2 1.05 6.59 kG/m2 6.92 kG/m2 Xà gồ mái Z200x62x68 g1z 1.05 4.95 kG/m 5.5 kG/m Xà gồ mái C20015 g1c 1.05 4.44 kG/m 4.66 kG/m Hoạt tải Hoạt tải sử dụng lấy ptc = 30 kG/m2 với hệ số vượt tải n = 1.3  p1tt = 30 1.3 = 39 kG/m2. Hoạt tải gió :  SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 10
  11. GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP   Dựa vào tỉ  số  :   và góc  α= 8.53o  tra bảng 6 TCVN 2737­1995 ta được hệ  số  khí    động như hình vẽ. Ta chọn trường hợp gió bốc mái hướng gió thổi từ đầu  hồi ( φ=90o). Trong đó : k= 1 tra bảng 5; TCVN 2737­1995. c=0.7 qo= 83 daN/m2 (áp lực gió TPHCM vùng IIA ). Kiểm tra lại xà gồ đã chọn  Xà gồ  dưới tác dụng của tải trọng lớp mái và hoạt tải sửa chữa và gió được tính  toán như cấu kiện chịu uốn xiên. Ta phân tải trọng tác dụng lên xà gồ  tác dụng theo 2 phương với trục x­x tạo với  phương ngang một góc   = 8,53o (Độ dốc i = 15%). SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 11
  12. GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP Kiểm tra với xà gồ chữ “Z” Sơ đồ tính   Xà gồ có chập đôi tại vị trí gối tựa và có thanh giằng ( sag rod )  ở giữa nhịp xà gồ,  ta xem là sơ đồ dầm liên tục nhiều nhịp :  lx =8m Tải trọng Tổng tải trọng tác dụng lên xà gồ Z200x62x68: Tổ hợp 1 : hoạt tải + tỉnh tải. Tổ hợp 2 : Gió bốc + tỉnh tải. Chọn kết quả tải trọng từ tổ hợp 2 để tính xà gồ. Nội lực xà gồ : mô men đạt giá trị lớn nhất ở giữa nhịp. SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 12
  13. GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP Kiểm tra tiết diện đã chọn : Theo điều kiện bền:  ( c = 1 hệ số điều kiện làm việc).   Kiểm tra theo điều kiện biến dạng:  Xà gồ có độ võng theo cả 2 phương tuy nhiên độ võng theo phương mặt phẳng mái  rất nhỏ  nên có thể  bỏ  qua , ta chỉ  xét đến độ  võng theo phương vuông  góc với mặt phẳng mái  .mặt phẳng Công thức kiểm tra :      Ta có : giải từ phần mểm Sap200 ta được chuyển vị lớn nhất   => =>Vậy xà gồ  giữa Z200x62x68 đảm bảo điều kiện cường độ  và điều kiện  độ võng.  Kiểm tra với xà gồ chữ “C” Sơ đồ tính  Xà gồ gối tựa lên thanh xà ngang và, ta xem là sơ đồ dầm đơn giản : lx =8m và  Tổng tải trọng tác dụng lên xà gồ C20015: Tổ hợp 1 : hoạt tải + tỉnh tải. Tổ hợp 2 : Gió bốc + tỉnh tải. Chọn kết quả tải trọng từ tổ hợp 2 để tính xà gồ. Nội lực xà gồ : mô men đạt giá trị lớn nhất ở giữa nhịp. SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 13
  14. GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP Kiểm tra tiết diện đã chọn : Theo điều kiện bền: 1.  ( c = 1 hệ số điều kiện làm việc).   Kiểm tra theo điều kiện biến dạng:  Xà gồ có độ võng theo cả 2 phương tuy nhiên độ võng theo phương mặt phẳng mái  rất nhỏ  nên có thể  bỏ  qua , ta chỉ  xét đến độ  võng theo phương vuông  góc với mặt phẳng mái  .mặt phẳng Công thức kiểm tra :     Ta có :    => Vậy xà gồ giữa C20015 đảm bảo điều kiện cường độ và điều kiện độ võng.  XÀ GỒ TƯỜNG DỌC NHÀ. Chọn tiết diện sơ bộ xà gồ Xà gồ mái chịu tác dụng của tải trọng tấm bao che, trọng lượng bản thân xà gồ và  xà gồ  được chọn trước, sau đó kiểm tra lại theo điều kiện bền và điều   kiện biến dạng của xà gồ. Tấm tường : chọn là tôn của mái để bao che.  Trọng   lượng   1  Diện   tích   1   tấm  Tải   trọng   cho  Chiều dày (mm) tấm (KG/m2) (m2) phép (KN/m2) 0.7 6.59 8.39 1.96 Xà gồ: ta chọn xà gồ chữ “Z”  Trọng  Chiều  Diện  Ix Wx Iy Wy Tiết diện lượng  dày  tích  (cm4) (cm3) (cm4) (cm3) (kg/m) (mm) (cm2) SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 14
  15. GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP Z250x72x78 774.907 61.126 79.810 10.533 6.59 2 8.4 Tải trọng tác dụng lên xà gồ Tải trọng tác dụng lên xà gồ gồm : tải trọng tôn tường, tải trọng bản thân xà gồ và   tải trọng do hoạt tải gió. Chọn khoảng cách giữa các xà gồ trên mặt bằng là : 1.5 m  Tĩnh tải : Kí  Hệ   số  Tải   trọng   tiêu  Tải   trọng   tính  Vật liệu mái hiệ vượt tải chuẩn  toán  u 1 lớp tôn lợp mái g2 1.05 6.59 kG/m2 6.92 kG/m2 Xà gồ mái Z250x72x78 g1z 1.05 6.59 kG/m 6.92 kG/m Hoạt tải : Hoạt tải gió : tương tự như phần xà gồ mái ta chọn trường hợp gió thổi ngang nhà.  Trong đó : k= 1 tra bảng 5; TCVN 2737­1995. c=0. qo= 83 daN/m2 (áp lực gió TPHCM vùng IIA ). Tổng tải trọng tác dụng lên xà gồ Z250x72x78: Tổ hợp 1 : Tỉnh tải (tải theo phương đứng). Tổ hợp 2 : Gió đẩy (tải theo phương ngang). Chọn kết quả tải trọng từ tổ hợp 2 để tính xà gồ. SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 15
  16. GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP Sơ đồ tính  Xà gồ  có chập đôi tại vị  trí gối tựa, ta xem là sơ  đồ  dầm liên tục nhiều nhịp : lx  =8m và  Dieän tíc h truyeà n taûi leâ n xaøgoâ Kiểm tra lại xà gồ đã chọn Nội lực xà gồ : mô men đạt giá trị lớn nhất ở giữa nhịp. Theo điều kiện bền:  ( c = 1 hệ số điều kiện làm việc).   Kiểm tra theo điều kiện biến dạng:  Xà gồ có độ võng theo cả 2 phương tuy nhiên độ võng theo phương mặt phẳng mái  rất nhỏ  nên có thể  bỏ  qua , ta chỉ  xét đến độ  võng theo phương vuông  góc với mặt phẳng mái  .mặt phẳng Công thức kiểm tra :     Ta có : giải từ phần mểm Sap200 ta được chuyển vị lớn nhất theo : SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 16
  17. GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP Phương x :   Phương y :   =>   => =>Vậy xà gồ  giữa Z250x72x78 đảm bảo điều kiện cường độ  và điều kiện  độ võng.  XÀ GỒ TƯỜNG KHUNG DẦU HỒI. Chọn tiết diện sơ bộ xà gồ Trọng  Chiều  Diện  Ix Wx Iy Wy Tiết diện lượng  dày  tích  (cm4) (cm3) (cm4) (cm3) (kg/m) (mm) (cm2) 698.48 Z250x72x78 55.097 71.764 10.533 5.93 1.8 7.56 5 Tải trọng tác dụng lên xà gồ Tương tự như xà gồ dọc nhà. Kiểm tra lại xà gồ đã chọn Xà gồ  dưới tác dụng của tải trọng lớp tường (theo phương đứng) và hoạt tải gió   (theo phương ngang) được tính toán như cấu kiện chịu uốn xiên. SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 17
  18. GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP Dieän tíc h truyeà n taûi leâ n xaøgoâ Tương tự như xà gồ tường dọc : tổ hộp nội lực. Nội lực xà gồ : mô men đạt giá trị lớn nhất ở giữa nhịp. Theo điều kiện bền:  ( c = 1 hệ số điều kiện làm việc). Kiểm tra theo điều kiện biến dạng: Công thức kiểm tra :      Ta có : giải từ phần mểm Sap200 ta được chuyển vị lớn nhất theo : Phương x :   SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 18
  19. GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP Phương y :   =>   => =>Vậy xà gồ  giữa Z250x72x78 đảm bảo điều kiện cường độ  và điều kiện  độ võng.  SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 19
  20. GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG LÊN KHUNG NGANG. TĨNH TẢI Khung chính Tải trọng mái và xà gồ Lấy 15 daN/m2 = >  Tải trọng bản thân khung ngang :  Chương trình Sap 2000 sẽ tự tính khi ta giả thiết tiết diện cột và rường ngang .   Tải trọng do xà gồ tường tôn  Đặt tại các cao trình của xà gồ tường :  Cột cao 9.15m Xà gồ tường dùng 6 thanh Z250x72x78, trọng lượng quy thành lực tập trung đặt tại   đỉnh cột, còn gây ra mômen ngược chiều với mômen do tải trọng trong nhà  gây ra nên không xét đến: => Tĩnh tải tác dụng lên đỉnh cột : Gtường  = 839 (kG) Tĩnh tải cầu trục: TLBT dầm cầu trục: Chọn sơ bộ gdct = 1.5 (kN/m). Tải trọng bản thân dầm cầu trục, ray và các lớp đệm: Tải này tác dụng lên vai cột   khi tính toán ta đưa về tim cột dưới dạng 1 lực tập trung và 1 mô men. Gtc= (gdct+gray)  B= (150 + 52.83) 8 = 1622.7(KG) Gtt  = 1.05  Gtc  =  1.05   1622.7 = 1703.8 (KG) SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản