Tài liệu Bài báo cáo thực tập-thiết kế dàn mái

THIẾT KẾ DÀN MÁI 1. Cấu tạo dàn mái 2. Tải trọng tác dụng lên dàn  Tĩnh tải  Hoạt tải sữa chữa mái  Tải trọng gió  Moment đầu dàn 3. Nội lực trong dàn mái  Dồn tải về mắt dàn  Vẽ giản đồ Cremona  Trường hợp tĩnh tải Trọng lượng kết cấu mái gồm dàn + hệ giằng mái Trọng lượng các lớp vật liệu mái Trọng lượng kết cấu cửa trời Trọng lượng cánh cửa mái và bậu cửa mái tập trung ở chân cửa mái Moment đầu dàn do tĩnh tải gây ra Trường hợp hoạt tải phân bố đều trên mái Trường hợp , moment đầu dàn Trường hợp , chỉ cần lấy đối xứng kết quả nội lực từ trường hợp Trường hợp lực hãm ngang Tính toán nội lực trong trường hợp tĩnh tải Dồn tải về mắt dàn Kết quả như bản sau Nội lực trong dàn Thanh Tĩnh tải Hoạt Tải Dmax tr Dmaxph Ttr+ TtrTph+ TphGió trái Gió phải a2 452.2563 79.22354 -5.44129 -21.5774 -1.2921 1.292101 -9.51368 9.513682 31.17591 -41.4537 a5 906.7501 158.3424 -7.31655 -13.5587 -2.58416 2.584162 -5.76463 5.764633 10.07773 -18.0186 a8 891.9924 155.6105 -8.51263 -8.51263 -3.40452 3.404516 -3.40452 3.404516 -3.23818 -3.23818 a11 906.7501 158.3424 -13.5587 -7.31655 -5.76463 5.764633 -2.58416 2.584162 -18.0186 10.07773 a14 452.2563 79.22354 -21.5774 -5.44129 -9.51368 9.513682 -1.2921 1.292101 -41.4537 31.17591 d1 88.87812 17.45501 4.058513 27.86971 0.318572 -0.31857 12.45071 -12.4507 -47.5151 59.66049 d3=d4 -763.417 -134.011 6.550039 17.19089 2.036608 -2.03661 7.458267 -7.45827 -19.432 28.46302 d6=d7 -947.851 -165.391 8.037044 10.86252 3.059508 -3.05951 4.499125 -4.49913 -2.76414 9.953476 d9=d10 -947.851 -165.391 10.86252 8.037044 4.499125 -4.49913 3.059508 -3.05951 9.953476 -2.76414 d12=d13 -763.417 -134.011 17.19089 6.550039 7.458267 -7.45827 2.036608 -2.03661 28.46302 -19.432 d15 88.87812 17.45501 27.86971 4.058513 12.45071 -12.4507 0.318572 -0.31857 59.66049 -47.5151 c1 -38.0385 -6.97945 0.510377 3.469405 0.041998 -0.042 1.549664 -1.54966 -5.90243 7.416325 12 -712.75 -127.322 1.868245 -7.99954 1.28782 -1.28782 -3.73995 3.73995 21.04156 -23.3739 23 402.505 70.87485 -1.39641 5.95278 -0.96113 0.961127 2.783387 -2.78339 -15.673 17.40618 34 -96.1552 -17.9419 -0.00203 -0.00515 -0.00064 0.00064 -0.00223 0.00223 0.005657 -0.00839 45 -223.92 -38.068 1.230314 -5.209 0.844848 -0.84485 -2.43607 2.43607 13.73511 -15.2486 56 50.50503 8.628694 -0.98375 4.149329 -0.67467 0.674671 1.940703 -1.9407 -10.9501 12.15423 67 -103.377 -17.9473 -0.00154 -0.00236 -0.00057 0.000571 -0.00099 0.00099 0.001108 -0.00259 78 81.60204 14.29536 0.91027 -3.82079 0.623257 -0.62326 -1.78728 1.787281 10.0938 -11.201 89 81.60204 14.29536 -3.82079 0.91027 -1.78728 1.787281 0.623257 -0.62326 -11.201 10.0938 910 -103.377 -17.9473 -0.00236 -0.00154 -0.00099 0.00099 -0.00057 0.000571 -0.00259 0.001108 1011 50.50503 8.628694 4.149329 -0.98375 1.940703 -1.9407 -0.67467 0.674671 12.15423 -10.9501 11_12 -223.92 -38.068 -5.209 1.230314 -2.43607 2.43607 0.844848 -0.84485 -15.2486 13.73511 12_13 -96.1552 -17.9419 -0.00515 -0.00203 -0.00223 0.00223 -0.00064 0.00064 -0.00839 0.005657 13_14 402.505 70.87485 5.95278 -1.39641 2.783387 -2.78339 -0.96113 0.961127 17.40618 -15.673 14_15 -712.75 -127.322 -7.99954 1.868245 -3.73995 3.73995 1.28782 -1.28782 -23.3739 21.04156 Tổ hợp nội lực trong dàn Tổ hợp cơ bản 1 Tổ hợp cơ bản 2 Nội lực tính toán Nmax Nmin Nmax Nmin Nmax Nmin 1 2 3 4 5 6 7 a2 531.4798249 410.8025 551.6158 386.9659 551.6158 386.9659 a5 1065.092521 888.7315 1058.328 873.1424 1065.093 873.1424 a8 1047.602965 883.4798 1032.042 878.3526 1047.603 878.3526 a11 1065.092521 888.7315 1058.328 873.1424 1065.093 873.1424 a14 531.4798249 410.8025 551.6158 386.9659 551.6158 386.9659 d1 148.5386108 41.36304 194.5704 46.11455 194.5704 41.36304 d3=d4 -734.9539872 -897.428 -715.616 -901.516 -715.616 -901.516 d6=d7 -936.9888072 -1113.24 -925.068 -1099.19 -925.068 -1113.24 d9=d10 -936.9888072 -1113.24 -925.068 -1099.19 -925.068 -1113.24 d12=d13 -734.9539872 -897.428 -715.616 -901.516 -715.616 -901.516 d15 148.5386108 41.36304 194.5704 46.11455 194.5704 41.36304 c1 -30.62221515 -45.018 -26.8467 -49.6322 -26.8467 -49.6322 12 -691.7088234 -840.072 -690.973 -858.942 -690.973 -858.942 23 473.379899 386.8321 489.8205 386.2776 489.8205 386.2776 34 -96.1494978 -114.097 -96.1501 -112.317 -96.1495 -114.097 45 -210.1847225 -261.988 -209.691 -278.785 -209.691 -278.785 56 62.65926163 39.55498 74.69069 39.1574 74.69069 39.1574 67 -103.3762574 -121.325 -103.376 -119.535 -103.376 -121.325 78 95.89740254 70.40109 104.9325 66.47392 104.9325 66.47392 89 95.89740254 70.40109 104.9325 66.47392 104.9325 66.47392 910 -103.3762574 -121.325 -103.376 -119.535 -103.376 -121.325 1011 62.65926163 39.55498 74.69069 39.1574 74.69069 39.1574 11_12 -210.1847225 -261.988 -209.691 -278.785 -209.691 -278.785 12_13 -96.1494978 -114.097 -96.1501 -112.317 -96.1495 -114.097 13_14 473.379899 386.8321 489.8205 386.2776 489.8205 386.2776 14_15 -691.7088234 -840.072 -690.973 -858.942 -690.973 -858.942 Thanh Chọn tiết diện thanh dàn Số liệu thiết kế N(kN) l(m)) Thanh xiên đầu dàn -858.942 3.96 Thanh bụng -278.785 4.48 thanh cánh dưới 1065.093 6 thanh cánh trên -1113.24 3.02 Thanh xiên đầu dàn Ta chọn bề dày mắt của dàn theo độ lớn của nội lực trong thanh xiên đầu dàn Vậy ta chọn bề dày bản mắt là 14 mm Xác định chiều dài tính toán Giả thuyết λ = 87, ta có φ = 0.678 Vậy diện tích tiết diện yêu cầu Độ mảnh cho phép của thanh xiên đầu dàn là 120, ta tính được bán kính quán tính yêu cầu của tiết diện [ ] [ ] Vậy ta chọn 2L160X100X12 có các đặc trưng hình học tiết diện như sau Diện tích F = 2*30= 60 cm2 Bán kính quán tính rx rx = 2.82 cm Bán kính quán tính ry ry = 5.11 cm Kiểm tra tiết diện đã chọn Ta chọn ra ( ) Kiểm tra ổn định theo công thức Vậy tiết diện thanh được chọn đủ khả năng chịu lực Thanh bụng Tính toán cho thanh bụng xiên dài nhất sau đó thiết kế cho toàn bộ thanh bụng Xác định chiều dài tính toán Giả thuyết λ = 128, ta có φ = 0.487 Vậy diện tích tiết diện yêu cầu Độ mảnh cho phép của thanh xiên đầu dàn là 150, ta tính được bán kính quán tính yêu cầu của tiết diện [ ] [ ] Vậy ta chọn 2L80X50X6 có các đặc trưng hình học tiết diện như sau Diện tích F = 2*13.9= 27.8 cm2 Bán kính quán tính rx rx = 1.98 cm Bán kính quán tính ry ry = 3.51cm Kiểm tra tiết diện đã chọn Ta chọn ra ( ) Kiểm tra ổn định theo công thức Vậy tiết diện thanh được chọn đủ khả năng chịu lực Thanh cánh trên (chịu nén) Dàn có nhịp L = 30 m >24 m nên cần thay đổi tiết diện thanh cánh trên và cánh dưới Ta chọn 2 lực nén lớn nhất trong đoạn thanh cánh trên để thiết kế cho toàn bộ thanh cách trên Xác định chiều dài tính toán Do mái lợp panen bê tông cốt thép, do vậy theo cả hai phương chiều dài tính toán Giả thuyết λ = 49.5, ta có φ = 0.868 Vậy diện tích tiết diện yêu cầu Độ mảnh cho phép của thanh cánh trên chịu nén là 120, ta tính được bán kính quán tính yêu cầu của tiết diện [ ] [ ] Vậy ta chọn 2L160x10 có các đặc trưng hình học tiết diện như sau Diện tích F = 2*31.4= 62.8 cm2 Bán kính quán tính rx rx = 4.96 cm Bán kính quán tính ry ry = 4.96 cm Kiểm tra tiết diện đã chọn Ta chọn ra ( ) Kiểm tra ổn định theo công thức Vậy tiết diện thanh được chọn đủ khả năng chịu lực Đối với đoạn có nội lực bé hơn: Diện tích tiết diện yêu cầu Độ mảnh cho phép của thanh cánh trên chịu nén là 120, ta tính được bán kính quán tính yêu cầu của tiết diện [ ] [ ] Vậy ta chọn 2L125x10 có các đặc trưng hình học tiết diện như sau Diện tích F = 2*24.3= 48.6 cm2 Bán kính quán tính rx rx = 3.85cm Bán kính quán tính ry ry = 3.85 cm Kiểm tra tiết diện đã chọn Ta chọn ra ( ) Kiểm tra ổn định theo công thức Vậy tiết diện thanh được chọn đủ khả năng chịu lực Thanh cánh dưới (chịu kéo) Ta chọn lực kéolớn nhất trong đoạn thanh cánh dưới để thiết kế cho toàn bộ thanh cách dưới Xác định chiều dài tính toán Chiều dài tính toán trong mặt phẳng khung bằng khoảng cách giữa các mắt dàn, ngoài mặt phẳng uốn tùy thuộc vào hệ giằng dọc nhà và giằng đứng giữa dàn. Ta có: Giả thuyết λ = 49.5, ta có φ = 0.868 Vậy diện tích tiết diện yêu cầu Độ mảnh cho phép của thanh cánh chịu kéo là 400, ta tính được bán kính quán tính yêu cầu của tiết diện [ ] [ ] Vậy ta chọn 2L100x14 có các đặc trưng hình học tiết diện như sau Diện tích F = 2*26.3= 52.6 cm2 Bán kính quán tính rx rx = 3 cm Bán kính quán tính ry ry = 4 cm Kiểm tra bền theo công thức Vậy tiết diện thanh được chọn đủ khả năng chịu lực Đối với đoạn 6m gắn với đầu dàn do nội lực nhỏ hơn nên ta chọn Vậy ta chọn 2L90x9 có các đặc trưng hình học tiết diện như sau Thanh dàn phân nhỏ Do nội lực trong thanh nhỏ nên chỉ cần chọn tiết diện theo yêu cầu cấu tạo 2L50x5 TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT TRONG DÀN 1. Mắt liên kết dàn vào cột Lực dọc trong thanh cánh dưới Lực dọc trong thanh xiên đầu dàn Moment đầu dàn Thanh cánh dưới 2L90x9 Thanh xiên đầu dàn 2L160X100X12 Bản mắt có bề dày 14 mm Thanh xiên đầu dàn nghiêng một góc so với phương ngang 41 0  Đường hàn liên kết thanh cánh dưới vào bản mắt được tính như sau Lực do mỗi thép góc chịu Đường hàn sống liên kết thép góc đều cạnh chịu một lực Chọn trước chiều cao đường hàn sống hhs = 10 mm. Chiều dài đường hàn sống cần thiết là Đường hàn mép chịu một lực là Chọn trước chiều cao đường hàn sống hhx = 6 mm. Chiều dài đường hàn sống cần thiết là  Chọn Đường hàn liên kết thanh xiên đầu dàn vào bản mắt được tính như sau Chọn  Kiểm tra liên kết hàn giữa bản mắt và bản gối Thay moment đầu dàn bằng cặp ngẫu lực Khi dời lực về trọng tâm liên kết, ta thu được một lực ngang H = 296.006 kN hướng từ trái sang phải và một moment ( ) ( ) Phản lực đứng tại gối có giá trị từ trên hướng xuống Chiều cao đường hàn cần thiết liên kết bản mắt vào bản gối với lh = 56 cm √( √( ) ) Chọn Kiểm tra cường độ đường hàn ( ) ( √( ) ( ) ) √( ) ( ) ⁄ Bản gối Bề dày bản gối được xác định theo công thức √ √ Chọn  Kiểm tra điều kiện ép mặt giữa bản gối và gối đỡ Lực ép mặt Bề rộng bản gối Vậy Tính toán liên kết bulong bản gối vào cánh trong cột trên Lực lớn nhất xuất hiện trong thân bulong ∑ ( Diện tích thu hẹp qua ren của bulong Chọn bulông φ27 có diện tích qua ren là 4.59cm2 ) ⁄ 2. Tính toán mắt khuếch đại tại đỉnh dàn Lực dọc trong thanh cánh trên Lực dọc trong thanh xiên Góc nghiêng thanh cánh trên và thanh xiên so với phương ngang lần lượt là70 và 540 Lực tính toán Diện tích tính toán quy ước Ứng suất trung bình trong tiết diện tính toán quy ước ⁄ ⁄ Lực truyền vào bản mắt  Kiểm tra cường độ đường hàn liên kết thanh cánh trên vào bản mắt Đường hàn sống hai bên bản mắt , Đường hàn mép hai bên bản mắt , Tổng diện tích đường hàn là ) ∑( ( ) Kiểm tra bền đường hàn ∑( ⁄ ) ⁄  Kiểm tra cường độ đường hàn liên kết bản phủ với thép góc cánh Lực truyền vào bản phủ Kiểm tra cường độ đường hàn liên kết thanh cánh trên vào bản mắt Đường hàn ngoài dọc theo mép thép góc : , Đường hàn xiênt , Tổng diện tích đường hàn là ∑( ) ( ) Kiểm tra bền đường hàn  ⁄ ∑( ) Tại vị trí gãy khúc của bản phủ, hợp lực hướng lên có giá trị: ⁄ Hợp lực này do bốn đường hàn lien kết sườn đứng và bản phủ chịu. Chọn trước tiết diện sườn 8x100x300. Đường hàn lien kết: , Tông chiều dài đường hàn là 36cm Kiểm tra khả năng chịu lực của đường hàn theo công thức  ∑( ) Bản nối sẽ chịu một lực là ⁄ Chọn kích thước bản nối 12x250x300. Kiểm tra cường độ của bản nối ⁄ ⁄ Đường hàn lien kết: ⁄ , Bản nối liên kết với bản mắt bằng các đường hàn đứng, cường độ đường hàn kiểm tra theo công thtức  ⁄ ∑( ) Đường hàn liên kết thanh xiên vào bản mắt được tính như sau ⁄ Chọn Chọn 3. Tính toán mắt dàn có nối thanh cánh a) Nối thanh cánh dưới Lực dọc trong thanh cánh dưới Lực tính toán Diện tích tính toán : Ứng suất trung bình trong tiết diện tính toán quy ước ⁄ ⁄ Lực truyền vào bản mắt  Kiểm tra cường độ đường hàn liên kết thanh cánh trên vào bản mắt Đường hàn sống hai bên bản mắt , Đường hàn mép hai bên bản mắt , Tổng diện tích đường hàn là ) ∑( ( ) Kiểm tra bền đường hàn ∑( ) ⁄ Lực truyền vào bản mắt  Kiểm tra cường độ đường hàn liên kết thanh cánh trên vào bản mắt Đường hàn sống hai bên bản mắt , Đường hàn mép hai bên bản mắt , Tổng diện tích đường hàn là ⁄ ) ∑( ( ) Kiểm tra bền đường hàn ∑( ⁄ ) ⁄ b) Nối thanh cánh trên Lực dọc trong thanh cánh trên Lực tính toán Diện tích tính toán : Ứng suất trung bình trong tiết diện tính toán quy ước ⁄ ⁄ Lực truyền vào bản mắt  Kiểm tra cường độ đường hàn liên kết thanh cánh trên vào bản mắt Đường hàn sống hai bên bản mắt , Đường hàn mép hai bên bản mắt , Tổng diện tích đường hàn là ) ∑( ( ) Kiểm tra bền đường hàn ∑( ) ⁄ ⁄