THUYẾT MINH TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHÀ XƯỞNG BẮN HẠT KIM LOẠI VÀ SƠN

Chia sẻ: Pham Anh Phu | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:20

Thêm vào BST

Báo xấu

599
lượt xem 100
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khối lượng của hệ thống đường ray : 5344 + 2120 = 7464 (Kg). Khối lượng do đường ray đặt vào vai đỡ là: 7464*6/(42*2) = 533 (Kg) Tải trọng nâng của cầu trục: Q = 5000 (Kg), hệ số tin cậy, n = 1,1 Khối lượng bản thân của dầm Cầu trục: P = 2000 (Kg). Tuỳ vào vị trí của Cầu trục mà có các tổ hợp lực khác nhau tác dụng lên vai cột

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: THUYẾT MINH TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHÀ XƯỞNG BẮN HẠT KIM LOẠI VÀ SƠN

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHÀ XƯỞNG BẮN HẠT KIM LOẠI VÀ SƠN TÀI LIỆU DÙNG ĐỂ TÍNH TOÁN 1. TCVN 2737-95: Tải trọng và tác động. NXB Xây dựng, Hà nội 1996 2. TCVN 5575: 1991 - tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép 3. Gs. Đoàn Định Kiến (chủ biên) - Thiết kế kết cấu thép Nhà công nghiệp. NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà nội 1998. 4. Ts. Phạm Văn Hội (chủ biên). Kết cấu thép công trình dân dụng và công nghiệp. NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà nội 1998. 5. Ts. Đoàn Định Kiến (chủ biên). Kết cấu thép. NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà nội 2003. 1
I - VẬT LIỆU ĐƯỢC SỬ DỤNG Ứng suất phá huỷ của vật liệu: R = 2100 (Kg/cm2) II - XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG LÊN MÁI 1. Hoạt tải (HT): Lấy tiêu chuẩn W0 =30 Kg/m2 MB mái theo bảng 3 (tr13, [1]), hệ số an toàn tải trọng n = 1,3  Tải trọng tác động trên 1m chiều dài vì kèo: W0*n*6 = 30*1.3*6 = 234 Kg/1m 2. Tĩnh tải (TT) Tĩnh tải do tải trọng của Xà gồ và mái lợp: 25 Kg/m2 => Tải trọng tác động trên 1m chiều dài vì kèo: 25 * 6 = 125 Kg/ 1m 3. Tải trọng do cầu trục gây nên (CT) Khối lượng của hệ thống đường ray : 5344 + 2120 = 7464 (Kg). Khối lượng do đường ray đặt vào vai đỡ là: 7464*6/(42*2) = 533 (Kg) Tải trọng nâng của cầu trục: Q = 5000 (Kg), hệ số tin cậy, n = 1,1 Khối lượng bản thân của dầm Cầu trục: P = 2000 (Kg). Tuỳ vào vị trí của Cầu trục mà có các tổ hợp lực khác nhau tác dụng lên vai cột - Xe con ở vị trí giữa dầm cầu trục và cầu trục ở chế độ có tải: CT1 = 1,1*tải trọng đường ray + 1,1*P/2 +1,1*Q/2= 1,1*533+1,1*1000 + 1,1*2500 = 4436.3 (Kg) Trong trường hợp này lực đặt tại mỗi vai cột là 4436.3 (Kg) - Xe con ở vị trí đầu vai cột CT2 = 1,1*tải trọng đường ray + 1,1*P/2 +1,1*Q = 1,1*533+1,1*1000 + 1,1*5000= 7186.3 (Kg) Đối với đầu vai còn lại: 1,1*533+1,1*1000 = 1686 (Kg) 2
4. Tải trọng gió Công trình được xây dựng trên địa bàn Hà nội, thuộc khu vực IIB. Áp lực gió tiêu chuẩn: W0 = 95 Kg/m2 Hệ số vượt tải: n = 1,2 Cốt cao nhất của mái là 10m = > theo bảng 8(tr22, [1]) ta tra được hệ số ảnh hưởng bởi độ cao k = 1 Xác định hệ số khí động của mái theo sơ đồ 8(tr27,[1]) => Theo công thức tính áp lực do tác động lên mái: W = k*n* W0*c Ta có giá trị áp lực gió lên các vùng khác nhau của mái: W1 = k*n* W0*c1 = 1*1.2*95*0.8 = 91.2 (Kg/m2) W2 = k*n* W0*c2 = 1*1.2*95*(-0.8) = -91.2 (Kg/m2) W3 = k*n* W0*c3 = 1*1.2*95*0.7 = 79.8 (Kg/m2) W4 = k*n* W0*c4 = 1*1.2*95*(-0.8) = -91.2 (Kg/m2) W5 = k*n* W0*c5 = 1*1.2*95*(-0.8) = -91.2 (Kg/m2) W6 = k*n* W0*c5 = 1*1.2*95*(-0.6) = -68.4 (Kg/m2) W7 = k*n* W0*c7 = 1*1.2*95*(-0.5) = 57 (Kg/m2) W8 = k*n* W0*c8 = 1*1.2*95*(-0.6) = 68 (Kg/m2) 0100090000037800000002001c00000000000400000003010800050000000b020 0000000050000000c0292090e0f040000002e0118001c000000fb0210000700000 00000bc02000000000102022253797374656d00090e0f000034c8110072edc6308 0a829000c0200000e0f0000040000002d01000004000000020101001c000000fb0 29cff0000000000009001000000000440001254696d6573204e657720526f6d616 e0000000000000000000000000000000000040000002d01010005000000090200 3
S? ?? 1: ?p l?c gi? t?c ??ng l?n m?i 0000020d000000320a5a00000001000400000000000a0f920920002d000400000 02d010000030000000000 III - TỔ HỢP TẢI TRỌNG TH1 = HT + TT + CT1 TH2 = HT + TT + CT2 TH3= TT + GIO IV - KẾT QUẢ 1. Tiêu chuẩn kiểm tra - Ứng suất trong các phần tử vì kèo nhỏ hơn ứng suất cho phép. - Ứng suất trong các phần tử cột thoả mãn điều kiện bền và điều kiện ổn định cho phép. - Bu lông móng đủ khả năng chịu lực - Ứng suất trong đường ray của dầm Cầu trục nhỏ hơn ứng suất cho phép. 2. Kiểm tra điều kiện bền của Vì kèo 4
S? ?? 2: C?c ph?n t? V? k?o Từ các tổ hợp lực ta xác định được từng thành phần lực lớn nhất của phần từ. Sau đó từ các thành phần lực max này ta tiến hành kiểm tra độ bền Vì kèo. 5
Momen uốn và lực cắt lớn nhất tác dụng lên từng phần tử Vì kèo: Tên phần tử M (Kgm) Q (Kg) 25 8710 4137.20 26 8213 3855.70 31 4242.2 2524.90 32 5697.9 2728.40 33 7612.3 3574.20 34 5454.7 3262.80 35 3493.7 2951.40 36 1729.3 2640.00 37 972.52 2328.60 38 1728.2 2017.20 39 2384.9 1705.80 40 3363.3 1394.40 41 4145.1 1083.00 42 4730.3 771.62 43 5068.8 274.38 44 4824.6 499.43 45 4438.4 724.49 46 3910.1 949.54 47 3239.8 1174.60 48 2427.4 1399.60 49 1473 1624.70 50 376.58 1849.80 51 1490.3 2074.80 52 2783.9 2299.90 53 4984.7 227.43 54 4920.8 367.51 55 4797.3 578.27 56 4975 455.65 Bảng tính ứng suất trong các phần tử Vì kèo: 6
Tên δx M Q B Hb δc δb A phần Kg/cm2 1.15R KL (Kgm) (Kg) cm cm cm cm cm2 tử 25 8710 4137.2 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 1623.279 2415 26 8213 3855.7 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 1317.971 2415 31 4242.2 2524.9 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 580.457 2415 32 5697.9 2728.4 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 774.444 2415 33 7612.3 3574.2 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 1034.152 2415 34 5454.7 3262.8 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 746.504 2415 35 3493.7 2951.4 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 487.087 2415 36 1729.3 2640 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 260.291 2415 37 972.52 2328.6 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 166.831 2415 38 1728.2 2017.2 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 248.818 2415 39 2384.9 1705.8 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 329.042 2415 40 3363.3 1394.4 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 455.716 2415 41 4145.1 1083 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 558.483 2415 42 4730.3 771.62 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 635.872 2415 43 5068.8 274.38 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 680.486 2415 44 4824.6 499.43 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 647.980 2415 45 4438.4 724.49 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 596.635 2415 46 3910.1 949.54 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 526.552 2415 47 3239.8 1174.6 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 438.018 2415 48 2427.4 1399.6 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 331.754 2415 49 1473 1624.7 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 210.585 2415 50 376.58 1849.8 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 96.775 2415 51 1490.3 2074.8 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 220.418 2415 52 2783.9 2299.9 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 387.509 2415 53 4984.7 227.43 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 669.164 2415 54 4920.8 367.51 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 660.714 2415 55 4797.3 578.27 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 644.449 2415 56 4975 455.65 TM 20 27.2 1.2 0.8 69.76 668.095 2415 Tất cả các phần tử đều thoả mãn δx < 1.15*R = 2415 => thoả mãn điều kiện bền. 3. Kiểm tra điều kiện bền và ổn định của cột Chiều cao cột 7500mm Mômen và lực nén lớn nhất tác dụng lên cột: M (Kgm) N (Kg) 15800 11199 7
Đặc trưng tiết diện cột: BH H Iy Rx Ry Wx Wy δc δb A Ix cm cm b cm4 cm cm cm3 cm3 cm cm cm2 cm4 cm 20 45 41 2 1 121 42750,08 2670,1 18,8 4,7 1900 118,7 Các hệ số trung gian: N M H λtb m λ Ac/Ab η m1 cột (kg) (kgm) 11199 19944 7,5 1,965 58,51 1,8503 0,98 1,50 4,607 Bảng xác định điều kiện bền và ổn định của cột: δ N A Ix Iy δ 0.95* bền M (kgm) Wx φlt KL (kg) (cm2) (cm4) (cm4) ôđ R 2670,0 0,14 11200 15800 121 42750 8 1900 8 1193,66 625,363 1995 TM δbền = 1337,3< 0.95*R = 0.95*2100 = 1995 δôđ = 229,65 < < 0.95*R = 0.95*2100 = 1995 => Cột được thiết kế thoả mãn điều kiện bền và ổn định 4. Kiểm tra khả năng chịu lực của bulông móng Momen và lực cắt lớn nhất tác dụng vào chân cột: M (Kgm) N (Kg) 15800 11199 0100090000037800000002001c00000000000400000003010800050000000b02 00000000050000000c0292090e0f040000002e0118001c000000fb021000070000 000000bc02000000000102022253797374656d00090e0f000034c8110072edc630 80a829000c0200000e0f0000040000002d01000004000000020101001c000000fb 029cff0000000000009001000000000440001254696d6573204e657720526f6d61 6e0000000000000000000000000000000000040000002d0101000500000009020 00000020d000000320a5a00000001000400000000000a0f920920002d00040000 002d010000030000000000 8
Lập phương trình cân bằng momen so với trọng tâm theo ct 4.78 (tr151,[5]) ∑N = ( M − Na ) / y bl Nbl: Lực kéo bu lông M: Momen uốn y: Chiều dài cánh tay đòn ∑N => = (1580000-11199*21.5)/32,7 = 40954 (Kg) bl Tổng diện tích yêu cầu của bulông chịu kéo xác định theo ct 4.79 (tr151,[5]) ∑A = N bl / Rkm,bl bl Trong đó Rbk,bl = 2100 Kg/cm2 - Cường độ chịu kéo của bulông móng 5.6. ∑A = 40954/2100 = 19.5 cm2 bl  Số lượng bulông có đường kính d = 36 cần cho liên kết móng là 19.5/10,1736 = 1,91 Số lượng bu lông cho một phía là 2 chiếc => Tổng số bulông cho liên kết móng là 4 chiếc. Vậy với 4 bulông liên kết cường độ 5.6 có d = 36 mm thoả mãn độ bền liên kết giữa cột và móng. 5. Kiểm tra liên kết giữa cột và vì kèo Momen lớn nhất tác dụng tại vị trí liên kết: 1010200(Kgcm) Bulông liên kết M20 có F = 3,14 cm2 Lực kéo max ở bulông ngoài cùng do momen gây ra: Nmax = Mmax*lmax/(m* ∑ li ) = 871000*43/(2*(17*17+30*30+43*43)) 2 = 6529 (Kg) Tổng diện tích yêu cầu của bulông chịu kéo xác định theo ct 4.79 (tr151,[5]) ∑A = N bl / Rkm,bl bl 9
Trong đó Rbk,bl = 2100 Kg/cm2 - Cường độ chịu kéo của bulông 5.6. => Abl= 6529/2100 = 3,1 (cm2)< 3,14cm2. Liên kết bulông tại vị trí nối cột và vì kèo thoả mãn điều kiện bền. 6. Kiểm tra liên kết đỉnh kèo Momen lớn nhất tác dụng tại vị trí liên kết: 492000(Kgcm) Bulông liên kết M22 có F = 3,8 cm2 Lực kéo max ở bulông ngoài cùng do momen gây ra: Nmax = Mmax*lmax/(m* ∑ li ) = 492000*36/(2*(24*24+36*36)) 2 = 6362 (Kg) Tổng diện tích yêu cầu của bulông chịu kéo xác định theo ct 4.79 (tr151,[5]) ∑A = N bl / Rkm,bl bl Trong đó Rbk,bl = 2100 Kg/cm2 - Cường độ chịu kéo của bulông 5.6. => Abl= 6362/2100 = 3,029 (cm2)< 3,8cm2. Liên kết bulông ở đỉnh vì kèo thoả mãn điều kiện bền. 7. Kiểm tra độ bền của ray dầm cầu trục Tải trọng tác dụng lên dầm gồm: - Khối lượng bản thân của cầu trục: 3000 (Kg)/2 = 1500 (Kg) - Khối lượng nâng của cầu trục: Q = 5000 (Kg), hệ số tin cậy n =1.  Khối lượng cầu trục tác dụng lên ray = 1500 + 5000 = 8000 (Kg) Trường hợp cầu trục ở gần vị trí gối đỡ sẽ gây lực cắt lớn nhất cho ray, khi đó lực cắt Q = 8000 (Kg) Trường hợp cầu trục ở vị trí giữa dầm sẽ gây Momen uốn và chuyển vị lớn nhất cho ray. 10
7.1. Kiểm tra độ võng của dầm Chuyển vị lớn nhất của dầm: 6,3 mm f/l = 6,3/6000 = 0,42/400< [f/l] = 1/400 => Độ võng của dần nằm trong điều kiện cho phép 11
7.2. Kiểm tra độ bền của dầm Giá trị Momen lớn nhất trong dầm: 0,123E+08Kgmm = 1230000 (Kgcm) Xác định σu suất uốn theo công thức: σu= Mx/Wx: Wx= yo/ Jxo Trong đó Mx là Momen uốn theo trục quán tính x-x của dầm. yo: Là chiều cao lớn nhất tính từ trục quán tính x-x Jxo: Momen quán tính đối với trục chính Bảng các thông số đặc trưng của thép tiết diện dầm: δc δb B H Hb A Ix Iy Sxc Wx cm cm cm cm2 cm4 cm4 cm3 cm3 cm cm 16 45 41,8 1,6 1 93 30206,71 1095,75 347,2 1342,52 Với các thông số của dầm đã cho ta tra được: Wx = 1342,52 cm3.  σu= Mx/Wx = 1230000/1342,52 = 916,18 (Kg/cm2) 12
Xác định ứng suất tiếp txy theo công thức 3.42 (tr90, [13]) txy= Q*Sc/(Ix*δb) = 8000*347,2/(30206,71*1) = 91 (Kg/cm2) Xác định ứng suất tương đương σtđ theo công thức 3.42 (tr90, [13]) σ u2 + 3 * τ xy 2 σtđ = = 916,18 + 3 * 91 = 931,6 (Kg/cm2) 2 2 σtđ < [σ] = 2100 (Kg/cm2) Vậy dầm cầu trục thoả mãn điều kiện bền. 8. Kiểm tra độ bền của vai cột Lực cắt tác dụng lên vai cột: 8000 (Kg) Diện tích liên kết giữa vai cột và cột: 85 cm2 Ứng suất cắt tại vai cột: 8000/85 = 95 Kg/cm2 < 2100 Kg/cm2. PHỤ LỤC Biểu đồ chuyển vị của TH1 13
Giá trị chuyển vị lớn nhất: -26mm Biểu đồ momen của tổ hợp TH1 Giá trị Momen uốn lớn nhất: 0.618E7(Kgmm) Giá trị Momen uốn nhỏ nhất: -0.696E7(Kgmm) Biểu đồ lực cắt với tổ hợp tải trọng TH1 14
Lực cắt lớn nhất: 2859 (Kg) Lực cắt nhỏ nhất: -2627 (Kg) Biểu đồ lực nén với tổ hợp tải trọng TH1 Giá trị lực nén lớn nhất: -8490 (Kg) Biểu đồ chuyển vị của TH2: 15
Giá trị chuyển vị lớn nhất: 26,415 mm Biểu đồ momen với tổ hợp tải trọng TH2 Giá trị Momen uốn lớn nhất: 0.774E7(Kgmm) Giá trị Momen uốn nhỏ nhất: -0.676E7(Kgmm) Biểu đồ lực cắt với tổ hợp tải trọng TH2 16
Lực cắt lớn nhất: 2819 (Kg) Lực cắt nhỏ nhất: -2668 (Kg) Biểu đồ lực dọc trục với tổ hợp tải trọng TH2 Lực nén lớn nhất -11199 (Kg) Biểu đồ chuyển vị của TH3 17
Chuyển vị lớn nhất 38mm Biểu đồ Momen trong TH3 Giá trị lớn nhất: 0.112E8 Giá trị nhỏ nhất: -0.158E8 Biểu đồ lực cắt trong TH3 18
Lực cắt lớn nhất: 6445 (Kg) Biểu đồ lực dọc trục: Lực lớn nhất: 4592 (Kg) 19
20