Sách Hướng Dẫn Đồ Án Kết Cấu Thép 1, Đồ Án Thép 1 Trang 1 Tải Miễn Phí Từ Tailieuxanh

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP IĐỒ ÁN :GVHD: NGÔ VI LONGKẾT CẤU THÉPKHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 1 TẦNG 1 NHỊP1. Số liệu.1.1 Số liệu chung:-Địa điểm xây dựng: Thành Phố Hồ Chí Minh.-Quy mô công trình: nhà xưởng khung thép 1 tầng 1 nhịp, có cầu trục cùng hoạt độngđồng thời.-Chế độ làm việc trung bình, chiều dài nhà xưởng = 120m – 200m.Bước cột 6m, vách bằng tôn, mái bằng tôn hay panen BTCT, có cửa trời.-Vật liệu thép: R=240 Mpa, que hàn tương ứng với thép, phương pháp hàn tay.-Vật liệu bê tông móng : B20, Bulong có cấp độ bền 4,6.1.2 Số liệu riêng:L = 21m , Hr = 8,2 m , Q = 500 KN2. Xác định kích thước khung ngangSVTH: HUỲNH ĐỨC THIMSSV: 1051030798Page 1ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP IGVHD: NGÔ VI LONG2.1 Xác định kích thước theo phương đứng:Từ các số liệu ban đầu, tra bảng catalog, ta có các số liệu sau:-Loại ray : KP80-Chiều cao: Hk=3150 mm-Bề rộng cầu trục : Bk=6650 mm-Nhịp cầu trục : Lk=19500 mm-Khoảng cách giữa 2 trục bánh xe của cầu trục K=5250 mm, cầu trục có 2 bánh xe 1bên-Kích thước B1= 300 mmChọn chiều cao cột ngầm: hm=0Giả sử chiều cao ray và đệm : hr = 200 mmChiều cao sơ bộ dầm cầu chạy : hdcc = B/10 = 6000/10 = 600 mmChiều cao cột dưới :Hd = Hr + hm – hr – hdcc =8200-800 =7400 mmChiều cao cột trên : Ht = hr + hdcc + Hk +100 + fHt =200+600+3150+100+(21000/100)=4260 mmLấy Ht = 4300 mm2.2 Xác định kích thước theo phương ngang:Khoảng cách từ tim ray đến trục định vị:SVTH: HUỲNH ĐỨC THIMSSV: 1051030798Page 2ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP IGVHD: NGÔ VI LONGλ= (L-Lk)/2= (2100-1950)/2=750mmChọn sơ bộ chiều cao tiết diện cột trên: ht= Ht/10= 4300/10= 430 mmChọn ht=500 mmĐể đảm bảo khe hở an toàn, chon a theo công thức:a ≥ ht + B1 + D – λ = 500+300+75-750 = 125 mmChọn a= 250 mmChiều cao sơ bộ tiết diện cột dưới : hd= a + λ = 250 + 750 = 1000mm3. Xác định tải trọng tác dụng lên khung ngang.3.1 Tải trọng thường xuyên:Mái lợp panen BTCT có trọng lượng như sau:Vật liệu lợp máiTrọng lượng( daN/m2)Hệ số vượt tảiPanen BTCT 1,5×6 mLớp BT nhẹ cách nhiệt 4cmLớp chống thấm, giả địnhCác lớp vữa tô trát, tổng chiều dày 4cmHai lớp gạch lá nem, mỗi lớp dày 3cm1504010801201,11,21,21,21,1qtc = 400daN/m2qtt = 453 daN/m2Tổng tải:Trọng lượng kết cấu mái và hệ giằng: gtt1=gtc1 .n =1,2.30= 36 daN/m2Trọng lượng kết cấu cửa mái: g2tt = g2tc . n= 15.1,2=18 daN/m23.2 Tải trọng sửa chữa mái:Tải trọng sữa chữa mái nhà lợp panen BTCT được lấy bằng 75daN/m 2 mặt bằng nhà,hệ số vượt tải 1,3, giả thiết mặt phẳng mái nghiêng 1 góc 12o.Giá trị tải sửa chữa mái đưa vào tính toán là:ttq ht =75cos ⁡ 12x 1,3= 99,68 daN/m2Tải sữa chữa mái dồn về một khung thành tải phân bố đều:ttq ht .B = 99,68 × 6 = 598,07 daN/m = 5,98 kN/m3.3 Áp lực của cầu trục lên vai cộtCác tải này được tính theo công thức sau:Dmax = n.nc.Pmax.Dmin = n.nc.Pmin.∑y∑yiiVới: Sức cẩu cầu trục Q = 500kNHệ số vượt tải: n= 1,1SVTH: HUỲNH ĐỨC THIMSSV: 1051030798Page 3ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP IGVHD: NGÔ VI LONGHệ số tổ hợp, xét đến xác xuất xảy ra đồng thời tải trọng tối đa của 2 cầu trụchoạt động cùng nhịp nc = 0,9;Từ bảng catalog của cầu trục , ta tra ra giá trị của Pmax = 450kN, Pmin = 108kN, tổngtrọng lượng cầu trục G= 615 kN, số lượng bánh xe 1 bên ray n0=2Giá trị Pmin=Q Gno- Pmax =500  6152– 450 = 107,5 kNHình⁡:⁡Xác⁡định⁡Dmax,⁡Dmin⁡:⁡Sơ⁡đồ⁡sắp⁡xếp⁡bánh⁡xe⁡cầu⁡trục⁡⁡⁡⁡⁡⁡và⁡đường⁡ảnh⁡hưởng⁡phản⁡lực⁡gối⁡tựaTừ hình vẽ, chúng ta có: y1 = 1; y4 = 0y2 = (y1.4,6) / 6 = 0,77y3 = (y1.0,75) / 6 = 0,125∑ yi= 1,895Ta tính được: Dmax = 1,1 × 0,9 × 450 × 1,895 =844,3 kNDmin = 1,1 × 0,9 × 107,5 × 1,895 = 201,7 kNSVTH: HUỲNH ĐỨC THIMSSV: 1051030798Page 4ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP IGVHD: NGÔ VI LONG3.4 Lực xô ngang của cầu trục :Tổng lực hãm ngang tác dụng lên toàn cầu trục là: To=Q  G  xc n  xc ”fms. n xcTrong đó: Q là sức trụcGxc = 180 kN, trọng lượng xe connxc = 4, số bánh xen”xc= 2, số bánh xe bị hãmfms= 0,1, lực ma sátSuy ra To=500  1804×0,1x 2 =34kNLực hãm ngang tiêu chuẩn lên một bánh xe của cầu trụcT1 = To/no = 34/2 = 17 kNVậy lực xô ngang của cầu trục là:T = n.n1.T1.∑ yi = 1,1x 0,9 x 17 x 1,895 = 31,9 kNLực xô ngang này được đặt ở cao trình mặt trên của dầm cầu chạy, cách vai cột0,6m ,tức là ở cao trình 8m.3.5 Tải trọng gió :Tải trọng gió tác dụng lên 1khung xác định theo công thức: q=n.c.k.qo.BTrong đó: qo : áp lực gió tiêu chuẩn. Công trình được giả định xây ở vùng ngoại ô TPHCM, vùng gió II, ít chịu ảnh hưởng của bão. Do vậy áp lực gió tiêu chuẩn q o=83daN/m2 . Các hệ số như sau :Hệ số vượt tải n = 1,3Hệ số khí động cHệ số độ cao và địa hình kTa chọn chiều cao thanh đầu giàn là 2,2m; bề rộng cửa mái bằng 1/3 L nhịp = 7m,chiều cao cửa mái gồm bậu cửa dưới lấy = 0,6m; bậu cửa trên lấy = 0,4m và phầncánh cửa lật lấy = 1,2m. Vì vậy, ta có các kích thước như sau:ho= 2,2m; h1 = 0,9m; h2 = 2,2m; h3 = 0,6m.SVTH: HUỲNH ĐỨC THIMSSV: 1051030798Page 5ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP IGVHD: NGÔ VI LONGTại độ cao 11,7m (cánh dưới dàn vì kèo); địa hình B; k = 1,21Tại độ cao 17,6m (cao độ đỉnh mái); k = 1,274Tải trọng gió phân bố đều trên cột:qđ = qo.n.c.k.B = 83×1,3×0,8×1,21×6 = 626,68 daN/m = 6,267 kN/mqh = qo.n.c.k.B = 83×1,3×0,6×1,21×6 = 470 daN/m = 4,7 kN/m.Wđ = qo.n.k.B.∑ c i . h i= 8,3×1,3×1,21x<(0,8x2,2)-(0,6x0,9)+(0,7x2,2)-(0,8x0,6)> = 17,86 (kN)Wh = qo.n.k.B.∑ c i . h i= 8,3×1,3×1,21x<(0,5x2,2)+(0,6x0,9)+(0,6x2,2)-(0,5x0,6)> = 27,26 (kN)W = Wđ + Wh = 45,12 (kN)4 Xác định nội lực khung ngang :Để thiết lập sơ đồ tính cho khung ngang 1 cách đơn giản, ta giả thuyết:- Thay cột bằng cấu kiện thanh trùng với tim cột, có độ cứng tương đương.- Cột trên và cột dưới được nắn trục thẳng hàng với nhau, thêm vào một momentlệch tâm tại vai cột để kể đến ảnh hưởng sự lệch tâm giữa 2 cột.SVTH: HUỲNH ĐỨC THIMSSV: 1051030798Page 6ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP IGVHD: NGÔ VI LONG- Thay thế dàn bằng 1 thanh trùng với cách dưới của dàn, có độ cứng bằng độ cứngtrung bình của dàn. Độ cứng trung bình của dàn được lấy tại vị trí ¼ nhịp dàn vàđược nhân với hệ số 0,75 do dàn thuộc kết cấu rỗng.- Khi tải tác dụng trực tiếp lên xà ngang, coi như tải tác dụng đối xứng lên khungđối xứng;khi tải không tác dụng trực tiếp lên xà, ta coi độ cứng của xà ngang bằngvô cùng , EJ = ∞ .Giả sử tỉ lệ độ cứng giữa các tiết diện trong thanh như sau:J cd J ct = 8;J d J ct = 304.1 Tĩnh tải :Sơ đồ tính:Tổng tải tác dụng lên khung :ttq = B.(qtt + g 1 +g tt2 /3) = 6x(450 + 36 + 6) = 29,7 (kN/m)Lực dọc tác dụng lên cột: N2 = q.L/2 = 29,7×21/2 = 312 (kN)Môment đặt lệch tâm tại vai cột : M = e.N2 = 0,25×312 = 78 (kN.m)Ta tính các thông số:λ= a/h =H t H t  H  d4,3Tra bảng phụ lục 18 và nội suy ta được : kB = -0,683 ;SVTH: HUỲNH ĐỨC THIMSSV: 1051030798J 2 J 1= 4,3 7,4 = 0,367; n =Page 7″k B = 1,4551= 8 = 0.125ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP IGVHD: NGÔ VI LONGGiải BT bằng phương pháp chuyển vị với ptct: r11. φ + R1P = 0Ta qui bài toán trên về 2 bài toán như sau:Xét bài toán BT1:4.1.1 Nội lực do chuyển vị xoay φ = 1 trên hệ cơ bản.-Moment và lực cắt tại đỉnh cột :K  B . EJ cd hφMB =K ”  B . EJ cd h2QφB =φφφ-Moment và lực cắt ở chân cột: M A = M B  Q B . h = 0,772.QφA == -0,683.EJ cd hEJ cd = 1,455.h2EJ cd h−QφKB-Moment trong thanh xà ngang :φM BC =−4 EJ d L=−4. 3,75 EJ  cd L=−15 EJ cd L=−7,05 EJ  cd h4.1.2 Moment do tải ngoài gây ra trong thanh xà ngang:qM BC =SVTH: HUỲNH ĐỨC THIMSSV: 1051030798−ql 212= -1091.5 kN.m ;Page 8qM nhip ql 224= 545,7 kN.m;ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP IGVHD: NGÔ VI LONG-Các hệ số r11 và R1P được xác định như sau:r11 =EJ cd hM φB + M φBC = – <(-0,683)+(-7,05)>.=6,367.EJ cd hqR1P = – M BC = -1091,5 kN.mSuy ra : φ = -R1 P r 11= 171,4.hEJ cd Từ đó ta tính được giá trị nội lực cuối cùng:-Giá trị moment ở chân cột:EJ cd hMpA = 0,772..171,4. EJ cd h= 132,34kN.m-Giá trị moment ở đỉnh cột:MpB = -0,683.EJ cd h. 171,4.hEJ cd = -117,06 kN.m-Giá trị moment ở đầu dàn :MBC =−7,05 EJ  cd h.