TÝNH TO¸N Vµ THIÕT KÕ KÕT CÊU KHUNG zamil
A. ThiÕt kÕ xµ gå m¸i.
-HÖ thèng m¸i thiÕt kÕ lµ m¸i nhÑ. T¶i träng t¸c dông lªn xµ gå m¸i
gåm t¶i träng do c¸c líp m¸i truyÒn xuèng, vµ chÞu c¸c ho¹t t¶i söa
ch÷a m¸i khi m¸i h háng hoÆc khi m¸i ®îc b¶o dìng…
+ CÊu t¹o m¸i bao gåm c¸c líp:
• Líp bao che b»ng líp t«n sãng dµy 0,7mm.
I. c¸c lo¹i t¶i t¸c dông lªn xµ gå.
1. TÜnh t¶i.
- TÜnh t¶i do c¸c líp m¸i truyÒn xuèng:
+ Líp bao che:
1
+ TÜnh t¶i m¸i do träng lîng kÕt cÊu m¸i truyÒn xuèng ®îc tÝnh to¸n
vµ thµnh lËp b¶ng díi ®©y:
C¸c líp vËt
liÖu
HÖ sè tin
cËy
Gi¸ trÞ
t/chuÈn
Kg/m2
Gi¸ trÞ tÝnh
to¸n
Kg/m2
Líp t«n mói 1,05 15 15,75
2. Ho¹t t¶i.
Ho¹t t¶i söa ch÷a khi m¸i bÞ h háng ®îc lÊy theo TCVN 2737-1995
cã trÞ sè tiªu chuÈn: Ptc=30kg/cm2.
Ho¹t t¶i tÝnh to¸n ®îc lÊy víi hÖ sè tin cËy n=1,3
Ptt=Ptc.n=30.1,3=39kg/m2.
II. ThiÕt kÕ xµ gå.
- Tríc hÕt chän kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c xµ gå lµ 1,5 m. Víi m¸i cã
®é dèc lµ 15% th× m¸i t¹o víi ph¬ng ngang mét gãc α=8,53o.
V× thÕ xµ gå lµ cÊu kiÖn chÞu uèn xiªn. trêng hîp xµ gå gÆp
nguy hiÓm nhÊt lµ tæng c¶ tÜnh t¶i vµ ho¹t t¶i cïng t¸c dông.
Dùa vµo b¶ng trªn ta x¸c ®Þnh ®îc t¶i träng tÝnh to¸n t¸c dông lªn
xµ gå:
qttxµ=15,75+39=54,75 kg/m2.
qtcxµ=15+30=45kg/m2.
§Ó tÝnh to¸n néi lùc lªn xµ gå ta coi xµ gå lµm viÖc nh dÇm ®¬n
gi¶n mµ gèi tùa lµ xµ ngang.
T¶i träng ph©n bè ®Òu lªn xµ gå:
2
Qtt=qttxµ.axµ (víi axµ lµ bíc xµ gå hay lµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c xµ gå).
Qtt=54,75.1,5=82,125 kg/m
Qtc=45.1,5=67,5 kg/m.
Xµ gå chÞu uèn xiªn theo hai ph¬ng x-x; y-y. víi gãc nghiªng
α=8,53o. Ta tÝnh to¸n c¸c t¶i träng t¸c dông theo hai ph¬ng x vµ y nh
sau:
Qttx=Qtt.sinα=82,125.sin8,53o=12,18 kg/m.
Qtty=Qtt.cosα=82,125.cos8,53o=81,21 kg/m.
Qtcx=Qtc.sinα=67,5.sin8,53o=9,99 kg/m.
Qtcy=Qtc.cosα=67,5.cos8,53=66,9 kg/m.
∗TiÕt diÖn xµ gå ®îc chän ph¶i ®¶m b¶o hai ®iÒu kiÖn sau:
+ §iÒu kiÖn bÒn: øng suÊt lín nhÊt do t¸c dông ®ång thêi cña hai
m« men Mx, My do Qx vµ Qy g©y ra theo hai ph¬ng tho¶ m·n ®iÒu
kiÖn:
R
W
M
W
M
y
x
x
x
yx .γ≤+=σ+σ=σ
.
+§iÒu kiÖn biÕn d¹ng: §é vâng cña xµ gå ph¶i ®¶m b¶o khong vît
qu¸ ®é vâng cho phÐp trong quy ®Þnh thiÕt kÕ kÕt cÊu thÐp.
∗ Chän tiÕt diÖn xµ gå lµ tiÕt diÖn ch÷ Z (lµ lo¹i xµ gå ®îc chÕ t¹o
tõ thÐp c¸n nguéi).
3
Section Properties:
Sè
hiÖu
Section
ChiÒ
u dµy
Thick
mm
DiÖn
tÝc
h
Area
Cm2
Träng
Lîng
Weight
Kg/m
Th«ng sè theo trôc
x-x
Th«ng sè theo trôc
y-y
Jx
Cm4
Sx
Cm3
rx
cm
Jy
Cm4
Sy
Cm3
ry
cm
200Z15
200Z17
200Z20
200Z22
200Z25
200Z30
1,50
1,75
2,00
2,25
2,50
3,00
5,18
6,04
6,90
7,76
8,62
10,35
4,06
4,74
5,42
6,09
6,77
8,12
308,3
358,8
409,1
459,1
509,0
607,9
30,83
35,88
40,91
49,91
50,90
60,79
7,72
7,71
7,70
7,69
7,68
7,66
42,49
49,86
57,30
64,83
72,43
87,88
5,98
7,01
8,05
9,10
10,16
12,32
2,87
2,87
2,88
2,89
2,90
2,91
Sè hiÖu
Section
Theo ph¬ng kh¸c Lùc c¾t
cho
phÐp
KN
M« men uèn cho
phÐp
KN.m
Jxy(cm4) rmin(cm)
200Z15
200Z17
200Z20
200Z22
200Z25
200Z30
83,08
97,11
111,20
125,34
139,52
168,03
1,91
1,92
1,92
1,93
1,93
1,94
10,33
16,44
24,61
35,14
45,59
65,65
5,43
6,51
7,95
9,17
10,51
12,56
5,07
6,07
7,42
8,56
9,81
11,72
Tra b¶ng cho ta sè liÖu sau 200Z15
t=1,5 mm F=5,18 cm2 , G=4,06 kg/m.
4
Theo ®iÒu kiÖn vÒ bÒn ta chän tiÝet diÖn xµ gå lo¹i 200Z17
cã c¸c th«ng sè sau
Jx=308,83cm4. Wx=35,88cm3;
Sx=30,83cm3; rx=7,72cm;
Jy=42,49cm4; Wy=6,13cm3;
Sy=5,98cm3; ry=2,87cm;
- Tõ s¬ ®å tÝnh to¸n trªn ta x¸c ®Þnh®îc néi lùc:
..5,36544
100.8
600.21,81
8
.
.5481
100.8
600.18,12
8
.
2
2
2
2
cmkg
lQ
M
cmkg
lQ
M
tt
y
y
tt
x
x
===
===
øng suÊt tÝnh to¸n ®îc:
2
y/9,2101
13,6
7884
88,35
5481 cmkg
W
M
W
M
y
y
x
x
x=+=+=+=
σσσ
Ta thÊy víi σ=2101,9kg/cm2
≤
γ.R=2750kg/cm2:
CÊu kiÖn tho¶ m·n vÒ øng suÊt.
- Theo ®é vâng:
§é vâng theo ph¬ng x-x:
cm
EJ
lq
f
x
tc
y
x
73,1
3,308.10.1,2
600.099,0
.
384
5
.
.
384
5
6
4
4
===
.
cm
EJ
lq
f
y
tc
x
y
87,1
49,42.10.1,2
600.099,0
.
384
5
.
.
384
5
6
4
4
===
.
Ta kiÓm tra ®îc tû sè ®é vâng:
3
22
22
10.2,4
600
87,173,1
600
−
=
+
=
+
=yx ff
l
f
.
So s¸nh ta thÊy:
3
10.5
200
1
l
f
l
f−
==
≥
.
TiÕt diÖn ®· chän tho¶ m·n ®iÒu kiÖn vÒ ®é vâng.
∗ §èi víi xµ gå biªn cña m¸i ta sö dông tiÕt diÖn ch÷ [180ES20 cã c¸c
th«ng sè:
Jx=390,5 cm4; Jy=74,10 cm4;
Sx=43,4 cm3; Sy=27,9 cm3;
rx=7,21cm; ry=3,14cm;
5