MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU THIẾT KẾ VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ................................7
1.1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ.......................................................................................................7
1.2 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ..................................................................................................7
1.3 CÁC THÔNG SỐ VÀ LỰA CHỌN VẬT LIỆU SỬ DỤNG........................................8
CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NHÀ CÔNG
NGHIỆP............................................................................................................................ 9
2.1 CHỌN CẦU TRỤC.........................................................................................................9
2.2 KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG NHÀ THEO PHƯƠNG ĐỨNG...........................9
2.2.1 Chiều cao phần cột dưới.................................................................................................9
2.2.2 Chiều cao phần cột trên................................................................................................10
2.3 KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG THEO PHƯƠNG NGANG NHÀ.......................10
2.3.1 Sơ bộ tiết diện cột.........................................................................................................10
2.3.2 Sơ bộ tiết diện dầm.......................................................................................................11
2.4 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC DẦM MÁI VÀ CỬA MÁI.....................................................12
2.5 LẬP SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG............................................................................13
CHƯƠNG 3: TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG.............................14
3.1 TẢI TRỌNG BẢN THÂN TẤM LỚP TOLE, XÀ GỒ...............................................14
3.1.1 Tải trọng bản thân của tấm tole.....................................................................................14
3.1.2 Tải trọng xà gồ.............................................................................................................. 15
3.2 TĨNH TẢI KẾT CẤU CỬA MÁI.................................................................................17
3.3 TRỌNG LƯỢNG BẢN THÂN KẾT CẤU..................................................................17
3.4 TẢI TRỌNG SỮA CHỮA MÁI...................................................................................17
3.5 TẢI TRỌNG CẦU TRỤC.............................................................................................18
3.5.1 Áp lực đứng của tải trọng cầu trục................................................................................18
3.5.2 Lực hãm ngang tác dụng lên cột...................................................................................19
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TRẦN VĂN PHÚC
3.6 TẢI TRỌNG GIÓ..........................................................................................................20
3.6.1 Tải trọng gió thổi ngang nhà.........................................................................................21
3.6.1.1 Tải trọng gió tác dụng lên cột...................................................................................22
3.6.1.2 Tải trọng gió tác dụng lên dầm mái...........................................................................23
3.6.2 Tải trọng gió thổi dọc nhà (tính như gió tốc lên)..........................................................24
CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH VÀ TÍNH TOÁN NỘI LỰC BẰNG PHẦN MỀM SAP200025
4.1 KHAI BÁO VẬT LIỆU.................................................................................................25
4.2 KHAI BÁO TIẾT DIỆN................................................................................................26
4.3 DỰNG MÔ HÌNH TRONG SAP2000..........................................................................28
4.4 BỐ TRÍ HỆ GIẰNG......................................................................................................28
4.5 KHAI BÁO TẢI TRỌNG.............................................................................................29
4.5.1 Tĩnh tải.........................................................................................................................29
4.5.2 Hoạt tải.........................................................................................................................29
4.5.2.1 Hoạt tải cầu trục.......................................................................................................29
4.5.2.2 Hoạt tải gió...............................................................................................................31
4.5.2.3 Hoạt tải sửa chữa......................................................................................................32
CHƯƠNG 5: TỔ HỢP NỘI LỰC THIẾT KẾ.............................................................34
5.1 ĐỊNH NGHĨA CÁC LOẠI TẢI TRỌNG....................................................................34
5.2 ĐỊNH NGHĨA CÁC LOẠI TỔ HỢP...........................................................................34
5.3 BẢNG GIÁ TRỊ TỔ HỢP NỘI LỰC CÁC CẤU KIỆN.............................................34
Kết quả tổ hợp nội lực cấu kiện cột.......................................................................................34
Kết quả tổ hợp nội lực cấu kiện dầm.....................................................................................36
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ TOLE LỢP MÁI VÀ XÀ GỒ MÁI...................................39
6.1 THIẾT KẾ TOLE..........................................................................................................39
6.1.1 Vật liệu sử dụng............................................................................................................39
6.1.2 Tải trọng tác động.........................................................................................................39
TRANG: 2
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TRẦN VĂN PHÚC
6.2 THIẾT KẾ XÀ GỒ........................................................................................................42
6.2.1 Thiết kế dầm mái và xà gồ............................................................................................44
6.3 THIẾT KẾ LIÊN KẾT GIỮA TOLE VÀ XÀ GỒ......................................................46
6.4 THIẾT KẾ LIÊN KẾT GIỮA XÀ GỒ VÀ DẦM MÁI..............................................48
CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ DẦM MÁI...........................................................................50
7.1 THIẾT KẾ PHẦN TỬ DẦM 65, TIẾT DIỆN (1)........................................................50
7.1.1 Sơ bộ tiết diện............................................................................................................... 50
7.1.2 Kiểm tra tiết diện đã chọn.............................................................................................51
7.1.2.1 Tính các đặc trưng hình học của tiết diện.................................................................51
7.1.2.2 Kiểm tra điều kiện bền theo điều kiện dầm chịu M và N...........................................52
7.1.2.3 Kiểm tra điều kiện bền về chịu cắt.............................................................................52
7.1.2.4 Kiểm tra điều kiện ứng suất cục bộ...........................................................................53
7.1.2.5 Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể...........................................................................54
7.1.2.6 Kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh và bản bụng xà ngang..................................54
7.1.2.7 Tính đường hàn liên kết cánh và bụng xà ngang.......................................................55
7.2 LẬP BẢNG EXCEL TÍNH TOÁN TẠI CÁC TIẾT DIỆN DẦM MÁI....................56
CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ CỘT.....................................................................................60
8.1 THIẾT KẾ CỘT BIÊN, CỘT GIỮA...........................................................................60
8.1.1 Trong mặt phẳng khung................................................................................................60
8.1.2 Ngoài mặt phẳng khung................................................................................................61
8.1.3 Thiết kế, kiểm tra bằng cặp nội lực
M max ,N tu
..............................................................62
8.1.3.1 Kiểm tra ổn định tổng thể của cột trong mặt phẳng uốn...........................................65
8.1.3.2 Kiểm tra ổn định tổng thể của cột ngoài mặt phẳng uốn...........................................65
8.1.3.3 Kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh.............................................................................68
8.1.3.4 Kiểm tra ổn định cục bộ bản bụng.............................................................................68
8.1.4 Kiểm tra tiết diện với cặp nội lực có |N|max.................................................................70
TRANG: 3
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TRẦN VĂN PHÚC
CHƯƠNG 9: KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN CHUYỂN VỊ CỦA HỆ KHUNG THEO
TRẠNG THÁI GIỚI HẠN II........................................................................................72
9.1 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CỦA ĐỈNH MÁI...................................................................72
9.2 KIỂM TRA CHUYỂN VỊ NGANG CỦA ĐẦU CỘT VÀ ĐỈNH CÔNG TRÌNH....72
CHƯƠNG 10: THIẾT KẾ DẦM VAI..........................................................................73
10.1 SƠ BỘ TIẾT DIỆN......................................................................................................73
10.2 ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN...........................................................74
10.3 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN BỀN TẠI TIẾT DIỆN NGÀM VÀO CỘT......................74
10.4 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ.....................................................75
10.5 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CỤC BỘ CỦA BẢN CÁNH VÀ BẢN BỤNG DẦM..........76
10.5.1 Kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh........................................................................76
10.5.2 Kiểm tra ổn định cục bộ bản bụng dầm......................................................................76
10.6 TÍNH TOÁN LIÊN KẾT HÀN BẢN CÁNH VÀ BẢN BỤNG CỦA DẦM VAI....76
10.7 THIẾT KẾ LIÊN KẾT DẦM VAI VÀO CỘT..........................................................77
10.8 CHỌN KÍCH THƯỚC SƯỜN GIA CƯỜNG CHO BỤNG DẦM VAI..................78
CHƯƠNG 11: THIẾT KẾ LIÊN KẾT THEO TCVN................................................79
11.1 THIẾT KẾ LIÊN KẾT DẦM MÁI VỚI CỘT BIÊN................................................79
11.1.1 Thiết kế liên kết bulong..............................................................................................79
11.1.2 Tính toán kiểm tra liên kết hàn giữa cột và mặt bích..................................................82
11.1.2.1 Tính toán đường hàn ở bản cánh cột.......................................................................82
11.1.2.2 Tính toán đường hàn ở bản bụng cột.......................................................................82
11.2 THIẾT KẾ LIÊN KẾT DẦM MÁI VÀ CỘT GIỮA................................................84
11.2.1 Tính toán bulong liên kết............................................................................................84
11.2.2 Kiểm tra khả năng chịu cắt của các bulong.................................................................86
11.2.3 Tính toán mặt bích......................................................................................................87
11.2.4 Tính toán đường hàn liên kết tiết diện dầm với mặt bích............................................87
TRANG: 4
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TRẦN VĂN PHÚC
11.2.4.1 Tính toán đường hàn ở bản cánh dầm.....................................................................87
11.2.4.2 Tính toán đường hàn ở bản bụng xà........................................................................88
11.3 THIẾT KẾ LIÊN KẾT NỐI DẦM MÁI....................................................................89
11.3.1 Thiết kế liên kết nối dầm AB......................................................................................90
11.3.2 Kiểm tra khả năng chịu cắt của các bulong.................................................................92
11.3.3 Tính toán kiểm tra mặt bích........................................................................................92
11.3.3.1 Tính toán đường hàn ở bản cánh xà........................................................................93
11.3.3.2 Tính toán đường hàn ở bản bụng xà:......................................................................93
11.3.4 Thiết kế liên kết nối dầm CD ( thiết kế cho 2 vị trí nối dầm)......................................94
11.3.5 Kiểm tra khả năng chịu cắt của các bulong.................................................................96
11.3.6 Tính toán kiểm tra mặt bích........................................................................................97
11.3.6.1 Tính toán đường hàn ở bản cánh xà........................................................................97
11.3.6.2 Tính toán đường hàn ở bản bụng xà:......................................................................98
11.4 THIẾT KẾ LIÊN KẾT ĐỈNH DẦM MÁI Giữa (ĐỈNH D).....................................99
11.4.1 Tính toán bulong liên kết............................................................................................99
11.4.2 Kiểm tra khả năng chịu cắt của các bulong...............................................................101
11.4.3 Tính toán mặt bích....................................................................................................101
11.4.3.1 Tính toán đường hàn ở bản cánh cột.....................................................................103
11.4.3.2 Tính toán đường hàn ở bản bụng cột.....................................................................103
11.5 THIẾT KẾ LIÊN KẾT ĐỈNH DẦM MÁI biên (ĐỈNH B)....................................104
11.5.1 Tính toán bulong liên kết..........................................................................................104
11.5.2 Kiểm tra khả năng chịu cắt của các bulong...............................................................106
11.5.3 Tính toán mặt bích....................................................................................................106
11.5.3.1 Tính toán đường hàn ở bản cánh cột.....................................................................108
11.5.3.2 Tính toán đường hàn ở bản bụng cột.....................................................................108
11.6 THIẾT KẾ LIÊN KẾT CHÂN CỘT VÀ MÓNG...................................................109
TRANG: 5
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TRẦN VĂN PHÚC
11.6.1 Thiết kế chân cột giữa và chân cột biên....................................................................109
11.6.1.1 Tính toán bản đế....................................................................................................109
11.6.1.2 Tính toán dầm đế...................................................................................................112
11.6.1.3 Tính toán sườn A...................................................................................................114
11.6.1.4 Tính toán sườn B...................................................................................................115
11.6.1.5 Tính toán bulông neo.............................................................................................117
11.6.1.6 Tính toán các đường hàn liên kết cột vào bản đế..................................................119
TRANG: 6
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TRẦN VĂN PHÚC
CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU THIẾT KẾ VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
1.1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ
Đề bài: Thiết kế khung ngang thép nhà công nghiệp 1 tầng, 3 nhịp theo số liệu trong
bảng sau:
Nhịp nhà
Bước
cột
(m)
(m)
L1
L2
L3
24
36
24
9
Cao trình
Đất tự Mặt
nhiên
nền
(m)
(m)
Mặt
ray
(m)
0.0
11.7
0
Cầu
trục
Q
(T)
16
Áp lực gió ở Chiều
Độ
độ cao 10m
dài nhà dốc
(m)
i(%)
q
0
(daN/m2)
90
189
11
Mô hình nhà công nghiệp 1 tầng 3 nhịp
Dạng địa hình để tính gió là dạng địa hình B.
Nhịp giữa có hai cầu trục hoạt động với sức trục Q đã cho ở bảng trên. Hai nhịp biên.
không có cầu trục, kích thước nhịp L1 L3 .
Vật liệu lợp mái: tole. Sử dụng khung thép tiết diện chữ I tổ hợp. Cột có tiết diện
không đổi. Dầm có tiết diện thay đổi.
1.2 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
Dựa vào số liệu đề bài sinh viên thực hiện các yêu cầu sau:
-
Lựa chọn vật liệu sử dụng: Mác thép, loại que hàn, cấp độ bền bu lông …
TRANG: 7
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
-
GVHD: TRẦN VĂN PHÚC
Tạo nên sơ đồ kết cấu của toàn công trình (khung ngang, khung dọc, hệ giằng mái, hệ
giằng cột…).
-
Tính toán các tải trọng tác dụng, nội lực của dầm, cột khung ngang.
-
Tính toán và cấu tạo mái tole, xà gồ, khung ngang.
-
Thể hiện đồ án.
1.3 CÁC THÔNG SỐ VÀ LỰA CHỌN VẬT LIỆU SỬ DỤNG
-
Loại cầu trục: có xe con.
-
Chế độ làm việc: Trung bình (vừa).
-
Dầm thép chữ I tổ hợp: tiết diện thay đổi (làm bằng thép ASTM A572-50).
-
Cột thép chữ I tổ hợp: tiết diện không thay đổi (làm bằng thép ASTM A572-50).
-
Cường độ thép ASTM A572-50:
2
o Cường độ kéo/nén tính toán: f 3450(daN cm ) .
2
o Cường độ chịu cắt tính toán: f v =1334(daN / cm ) .
2
o Cường độ kéo đứt tiêu chuẩn: f u =4500(daN / cm ) .
o
-
6
2
Mô đun đàn hồi E s 2.1 10 (daN cm ) .
Que hàn N46:
2
o Cường độ tính toán f wf 2000(daN cm ) .
-
Bu lông: Cấp độ bên 8.8.
2
o Cường độ tính toán khi bu lông chịu kéo f tb 4000(daN cm )
2
o Cường độ tính toán khi bu lông chịu cắt f vb 3200(daN cm )
-
2
Bê-tông B25 (mác 350): Cường độ nén tính toán R b 145(daN cm ) , cường độ kéo
2
2
tính toán R bt 10.5(daN cm ) , mô-đun đàn hồi E b 300000(daN cm ) .
-
Dạng địa hình để tính gió: địa hình B (theo TCVN 2737-1995: Tiêu chuẩn tải trọng và
tác động).
-
Liên kết đỉnh cột với dầm: liên kết nút cứng
-
Liên kết chân cột với móng BTCT: Liên kết ngàm trong mặt phẳng khung ngang, liên
kết khớp ngoài mặt phẳng khung ngang.
TRANG: 8
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
-
GVHD: TRẦN VĂN PHÚC
ïì sin a =0.109
a =6o16 ' ® í
ïî cos a =0.994
Độ dốc i =11% Þ góc nghiêng
TRANG: 9
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TRẦN VĂN PHÚC
CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG
NHÀ CÔNG NGHIỆP
2.1 CHỌN CẦU TRỤC
Từ số liệu: nhịp nhà L 2 36m , sức nâng cầu trục Q 16T 160kN , tra catalogue để chọn cầu
trục phù hợp:
-
Nhịp cầu trục: Lcautruc L 2 36 2 0.75 34.5(m)
-
Chiều cao cầu trục: H cautruc H1 1.20 (m) (từ đỉnh ray tới điểm cao nhất của cầu trục).
-
Bề rộng cầu trục (phương dọc nhà): Bcautruc B 4.5m .
-
Khoảng cách 2 trục bánh xe cầu trục (phương dọc nhà): K cautruc W 4.0(m) .
-
Áp lực tối đa của mỗi bánh xe cầu trục tác động lên ray:
t
t
t
Pmax-2
11.25(kN) Pmin-1
2.9(kN) Pmin-2
3.05(kN)
;
,
-
Trọng lượng của xe con: G xe 1 (kN) .
-
Trọng lượng toàn cầu trục: G 12.05(kN) .
Lực nén
Tải
trọn
g
Khẩ
Tổng khối
lên bánh
u độ
lượng
xe max
(m)
(T)
Pmax
(T)
31
.
Lực nén
lên
Kích thước cơ bản
bánh xe
min
Pmin
(T)
16
t
Pmax-1
11.3(kN)
H3
B
W
C2
C1
H2
H1
(T)
11.05/12.0
11.3/11.2
2.90/3.0
155
450
400
123
183
200
120
5
5
5
0
0
0
0
0
0
0
2.2 KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG NHÀ THEO PHƯƠNG ĐỨNG
2.2.1 Chiều cao phần cột dưới
Cao trình đỉnh ray:
H dinhray 11.7(m)
Chiều cao dầm cầu chạy:
TRANG: 10
,
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TRẦN VĂN PHÚC
1 1
1 1
h dcc B 9000 900 1125(mm)
10 8
10 8
. Chọn sơ bộ h dcc 900(mm) 0.9(m) .
Sơ bộ chiều cao sơ bộ của ray có cả đệm:
h ray 0.2(m)
.
Chân cột ngầm dưới mặt nền hoàn thiện: 0.0(m) .
Chiều cao thực của phần cột dưới xác định theo công thức:
H cot duoi H dinhray h dcc h r 11.7 0.0 0.9 0.2 10.6(m)
2.2.2 Chiều cao phần cột trên
Chiều cao cầu trục: Tra catologue với Q=16T, nhịp Lcc 28.5(m) H cautruc H1 0.820(m)
Khe hở an toàn giữa đỉnh cầu trục và mép dưới kết cấu mái: Chọn C 0.1(m)
Chiều cao thực của phần cột trên:
H cottren h dcc h ray H cautruc C 0.9 0.2 1.2 0.1 2.4 (m)
Chiều cao toàn bộ cột:
H cot H cotduoi H cot tren 10.6 2.4 13 (m)
2.3 KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG THEO PHƯƠNG NGANG NHÀ
Số liệu:
Nhịp nhà xưởng không cần trục (theo phương ngang của nhà xưởng) L1 L3 24(m) .
Nhịp nhà xưởng có cầu trục (theo phương ngang của nhà xưởng): L 2 36(m) .
Nhịp cầu trục: Lcautruc 34.5(m) .
Khoảng cách từ tim ray cho đến mép ngoài cầu trục: B1 2.5(m) .
Cao trình vai cột:
H vaicot H ray h dcc h ray 11.7 0.9 0.2 10.6 (m)
.
Xác định khoảng cách từ tim ray đến trục định vị (trục định vị trùng với trục cột):
(L 2 L cautruc ) / 2 (30 28.5) / 2 0.75(m)
2.3.1 Sơ bộ tiết diện cột
Cột làm bằng thép I tổ hợp có tiết diện không đổi, chiều cao của tiết diện I được xác định sơ
bộ theo công thức:
1 1
h cot H cot 0.840 0.630(m)
15 20
TRANG: 11
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TRẦN VĂN PHÚC
Chọn sơ bộ: h c 0.650(m) .
Bề rộng bản cánh tiết diện cột:
b f 0.3 0.5 h c 0.3 0.5 650 217 325(mm)
.
Chọn sơ bộ .
bf
2100
2100
28 35
28 35
25.6 32
tf
f
3450
t f 9.76 12.5(mm)
Chọn sơ bộ t f 12(mm) , h w h 2t f 650 2 12 626(mm) .
hw
60 120 t w 5.22 10.43(mm)
tw
Chọn sơ bộ t w 10(mm) .
Khe hở an toàn D giữa mép ngoài cầu trục và mặt trong cột giữa được xác định theo công
thức:
B1 D h c 2 D B1 h c 2 0.75 0.2 0.65 2 0.225(m)
Vai cột (đỡ dầm cầu chạy + ray) làm bằng thép I tổ hợp có tiết diện không đổi, có chiều cao
được xác định sơ bộ là h vaicot 0.5x0.65 0.325(m) . Chọn hvaicot=0.322
Khoảng cách từ trọng tâm ray cầu trục đến mép ngoài của cột:
Z
h
0.65
0.75
0.425(m)
2
2
2.3.2 Sơ bộ tiết diện dầm
ìï sin a =0.109
a =6o16' ® í
ïî cos a =0.994
Độ dốc i =11% Þ góc nghiêng
Thông thường:
hd 1 1
1 1
1 1
h d L cos= 15000 0.995 497 746(mm)
L 20 30
20 30
20 30
Chọn sơ bộ: h d h c 650(mm) .
Theo điều kiện ổn định cục bộ:
tw
h w f 650
3450
3.91(mm)
5.5 E 5.5 2.1106
.
TRANG: 12
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TRẦN VĂN PHÚC
Theo công thức kinh nghiệm:
t w 7
3h
3 650
7
8.95(mm)
1000
1000
.
Điều kiện ổn định cục bộ của bụng chịu ứng suất tiếp không sử dụng sườn gia cường:
tw
h w f 650
2300
7.6(mm)
3.2 E 3.2 2.1106
Chọn sơ bộ: t w 10 (mm) .
Điều kiện ổn định tổng thể của dầm, đồng thời dễ liên kết dầm với các cấu kiện khác thì bề
rộng cánh dầm không nên quá bé, nên chọn:
ì
æ1 1 ö
æ1 1 ö
ïï b f =ç
ç ¸ ÷
÷h w =ç
ç ¸ ÷
÷´ 650 =130 ¸ 325
í
è5 2 ø
è5 2 ø
ï
ïî b f ³ 180(mm)
Chọn bf =248 (mm) .
Điều kiện ổn định cục bộ của bản cánh chịu nén, tỷ số chiều rộng và chiều dày của bản cánh
cần thỏa mãn điều kiện:
f
2300
bf
E
t
b
300
9.93(mm)
f
f
6
E
2.1
10
f
tf
b 30t
t 1 b 10(mm)
f
f
f 30 f
Chọn sơ bộ t f 12 (mm)
2.4 SƠ BỘ KÍCH THƯỚC DẦM MÁI VÀ CỬA MÁI
Cao trình đỉnh cột: H dinh cot H cot 13 0 13 (m) .
Cao trình của đỉnh mái giữa nhịp nhà:
H dinhmai H dinh cot L 2 2 i% 13 36 2 0.11 14.9 (m)
Chọn sơ bộ kích thước cửa mái như sau:
Sơ bộ chiều cao cửa mái (theo phương đứng nhà xưởng): H cuamai 2(m) .
1
1
L cuamai L 30 3(m)
10
10
Sơ bộ bề rộng cửa mái (theo phương đứng nhà xưởng):
Cao trình chân cột cửa mái: H ccm =14.67 (m) .
TRANG: 13
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TRẦN VĂN PHÚC
Cao trình đỉnh cửa mái: H cm =H dm +2m =16.37 (m) .
2.5 LẬP SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG
Chọn liên kết giữa cột khung và móng là liên kết ngàm tại mặt móng (Code +0.00). Liên kết
giữa cột với dầm mái và liên kết tại đỉnh mái là liên kết cứng. Trục cột khung lấy trùng với
trục định vị để thiên về an toàn và đơn giản tính toán.
Cột đặc có tiết diện không đổi và dầm có tiết diện thay đổi. Dự kiến thay đổi tiết diện dầm
mái tại vị trí cách đầu dầm 6m, cách đỉnh mái 3m.
TRANG: 14
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TRẦN VĂN PHÚC
CHƯƠNG 3: TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG
3.1 TẢI TRỌNG BẢN THÂN TẤM LỚP TOLE, XÀ GỒ
3.1.1 Tải trọng bản thân của tấm tole
Lựa chọn loại tole 5 sóng trong Catalogue của Zamil steel với nhịp xà gồ 1m. Type “S” Steel
panel.
Tole kiểu chữ “S” của Zamil Steel có 5 múi tole trên mỗi tấm. Tấm tole này có tiết diện
chiều cao gờ cao hơn 20% so với phần lớn hệ thống vít trên thị trường, đảm bảo cho mái có
độ lõm thoát nước thích hợp và hiệu quả. Loại tấm tole này được thiết kế để chịu tải mái lớn
như lực gió bốc.
Hình 3-1: Thông số kỹ thuật của type “S” steel panel 1000 module
Hình 3-2: Type “S” steel panel 1000 module
TRANG: 15
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TRẦN VĂN PHÚC
Hình 3-3: Thông số kỹ thuật của Type “S” steel panel 1000 module
Panel Thickness (mm) lựa chọn để thiết kế: 0.5mm.
3.1.2 Tải trọng xà gồ
Xà gồ được tra từ Catalogue của Zamil steel với các thông số kỹ thuật:
TRANG: 16
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TRẦN VĂN PHÚC
Hình 3-4: Thông số kỹ thuật của Cold-Formed “Z” Section
Lựa chọn tiết diện xà gồ: 200Z20.
Tải trọng mái và xà gồ trên thực tế tải này truyền lên dầm mái theo dạng tải tập trung tại các
điểm đặt giữa xà gồ và dầm mái, tuy nhiên số lượng điểm >5 nên ta có thể quy về tải phân bố
đều trên dầm mái theo chiều dài.
Tổng tĩnh tải của tấm lợp tole và xà gồ: 15daN/m2
Gtc= 15x9= 135 daN/m
Gtt= 135x1.1= 148.5 daN/m
Tĩnh tải lên khung ngang bao gồm:
+ Trọng lượng bản thân của các lớp mái
+ Trọng lượng bản thân xà gồ
+ Trọng lượng bản thân khung ngang và dầm cầu trục
Lưu ý: Không xét trọng lượng của hệ thống chiếu sáng và một số hệ thống khác.
TRANG: 17
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TRẦN VĂN PHÚC
3.2 TĨNH TẢI KẾT CẤU CỬA MÁI
Hình 3-5: Cấu tạo chi tiết cửa mái
Kích thước cửa mái đã sơ bộ: Lcm 3(m), H cm 2(m) .
2
2
Trọng lượng kết cấu cửa trời có thể lấy g cm 15(daN / m ) 0.15(k N / m ) .
Lực tập trung đặt ở 2 cột cửa mái truyền xuống dầm mái:
Pcm
g cm Lcm B 15 3 9
202.5(daN) 2.03(kN)
2
2
3.3 TRỌNG LƯỢNG BẢN THÂN KẾT CẤU
Nhờ sự phát triển của các phần mềm tính toán kết cấu hiện đại, trọng lượng bản thân kết cấu
người thiết kế để phần mềm tự tính, sử dụng phần mềm sap2000
3.4 TẢI TRỌNG SỮA CHỮA MÁI
Theo TCVN 2737: 1995, trị số tiêu chuẩn của hoạt tải thi công hoặc sửa chữa mái (mái lợp
2
tole) là 15 daN/m , hệ số vượt tải n = 1.3 (trong trường hợp tải trọng bé hơn 200 daN/m2).
Quy đổi về tải trọng phân bố đều trên dầm mái.
Giá trị tiêu chuẩn:
Giá trị tính toán:
p tc p httc Ba 30 9 1.0 270 daN / m
p tt n p .p tc 1.3 270 351 daN / m
.
.
TRANG: 18
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TRẦN VĂN PHÚC
3.5 TẢI TRỌNG CẦU TRỤC
Tải trọng cầu trục tác dụng lên khung gồm có áp lực đứng và lực hãm ngang
3.5.1 Áp lực đứng của tải trọng cầu trục
Bằng cách dùng đường ảnh hưởng phản lực gối tựa của dầm và xếp các bánh xe của 2 cầu
trục sát nhau vào vị trí bất lợi nhất như hình vẽ để xác định tải trọng thẳng đứng của các
bánh xe tác dụng lên cột thông qua dầm cầu trục. Từ hình vẽ xác định các tung độ yi của
TRANG: 19
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: TRẦN VĂN PHÚC
đường ảnh hưởng, từ đó xác định được áp lực thẳng đứng lớn nhất và nhỏ nhất của các bánh
xe cầu trục lên cột.
Áp lực bánh xe truyền qua dầm cầu trục thành lực tập trung vào vai cột. Tải trọng đứng cầu
trục lên cột được xác định do tác dụng của nhiều nhất hai cầu trục hoạt động trong nhịp, bất
kể số cầu trục thực tế trong nhịp đó.
Áp lực lớn nhất của một bánh xe cầu trục lên ray xảy ra khi xe con mang vật nặng ở vào vị
trí sát với với cột phía đó như trong hình. Tức là hai cầu trục đặt sát 2 bên cột như hình thì
kết cấu đạt bất lợi nhất.
2
Xác định trọng lượng dầm cầu trục theo công thức thực nghiệm: G dct L cc .
Với 24 37 đối với sức trục trung bình Q 75T .
2
Trọng lượng dầm cầu trục: G dct 24 9 1944(daN) 19.44(kN) .
Áp lực tính toán lớn nhất cho hai cầu trục tác dụng lên vai cột:
D max
n n c Pmax yi G dct 0.85 1.2 113 1 0.93 112.5 0.56 0.49 19.44 362.4(kN)
tc
D max
362.4x1.1 399(kN)
tt
D max
n n c Pmax yi G dct 0.85 1.2 29 1 0.93 30.5 0.56 0.49 19.44 85(kN)
tc
D max
85x1.1 93.5(kN)
tt
Trong đó:
-
n : Hệ số vượt tải n 1.1 .
-
nc
: Hệ số tổ hợp do 2 hoặc 4 cầu trục chạy gần tới cột khung, đối với cầu trục có 2
bánh mỗi bên cầu trục ta chọn n c 0.85 .
3.5.2 Lực hãm ngang tác dụng lên cột
Cầu trục chạy dọc nhà xưởng có thể hãm, lực hãm này sẽ truyền theo phương dọc nhà.
Xe con chạy trên cầu trục và hãm, phát sinh lực quán tính tác dụng ngang nhà theo phương
chuyển động. Lực hãm của xe con, qua các bánh xe cầu trục, truyền lên dầm hãm vào cột.
Lực ngang tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục do hãm.
TRANG: 20
- Xem thêm -
.DOCX 
128 
1821 
95 
