Xem mẫu
- ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉP
------------------------------
I. SỐ LIỆU CHO TRƯỚC:
1.1. Mã đề 1312 ứng với các số liệu sau:
- Nhịp nhà: L=18m
- Chiều dài nhà: D=17B=17.6=102m
- Cao trình ray: H1=7,5m
- Sức trục: Q=16T
- Áp lực gió tiêu chuẩn W0 lấy theo TCVN 2737 lấy tại Nghệ An,
chiều cao dầm cầu chạy tự chọn
- Độ dốc mái i=10%
1.2. Vật liệu sử dụng:
- Kết cấu khung: thép CCT34 có cường độ f=2100daN/cm2, que hàn
N42 hoặc tương đương
- Kết cấu bao che: mái tôn, tường xây gạch, móng bêtông cốt thép cấp
độ bền B20
1.3. Liên kết sử dụng: Hàn và bulông
II. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CỦA KHUNG:
2.1. Theo phương ngang nhà:
Vì nhà có cầu trục với sức trục nâng Q=16T
- ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp
+ LK nhịp cầu trục LK=16,5m
Chiều cao tiết diện cột chọn theo yêu cầu về độ cứng:
11 11
h=( ÷ ) H = ( ÷ ).9,0 = (0,45 ÷ 0,6)m ⇒ chọn h=0,5m
20 15 20 15
Khoảng cách từ trọng tâm ray cầu trục đến mép trong của cột:
z= L1-h=0,75-0,5=0,25m=25cm > zmin=18cm
2.2. Theo phương thẳng đứng:
- Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang:
H2=Hk+bk=1,14+0,3=1,44m => chọn H2=1,5m
Trong đó:
+ HK-chiều cao gabarit của cầu trục, là khoảng cách từ mặt ray đến điểm
cao nhất của cầu trục HK=1,14m
+bK-khe hở an toàn giữa cầu trục với xà ngang, lấy không nhỏ hơn 20cm
chọn bK=0,3m
- Chiều cao cột tính từ mặt móng đến đáy xà ngang:
H=H1+H2+H3=7,5+1,5+0=9,0m trong đó:
+ H1-là cao trình đỉnh ray
+H3-là phần cột chôn dưới nền, xem mặt móng tại cốt ± 0.00 nên H3=0
Chiều cao của phần cột tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà
ngang(phần cột trên):
Ht=H2+Hdct+Hr
Trong đó:
+Hdct- là chiều cao dầm cầu trục, được chọn sơ bộ theo công thức
1 1 1 1
H dct = ÷ H K = ÷ .6 = (0,6 ÷ 0,75) m ⇒ chọn Hdct=0,7m
10 8 10 8
+Hr- là chiều cao của ray và đệm, chon sơ bộ Hr=0,2m
Vậy Ht=1,5+0,7+0,2=2,4m
Nhãm sv thùc hiÖn: 26 -2- GV híng dÉn:
- ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp
- Chiều cao của phần cột dưới: Hd=H-Ht=9,0-2,4=6,6m
Ghi chú:
- Các giá trị HK ; bK và zMin tra bảng II.3 số liệu cầu trục/Sức nâng
5-32 tấn, chế độ làm việc trung bình - Thiết kế khung thép nhà Công
nghiệp một tầng một nhịp-tác giả Phạm Minh Hà ứng với sức trục
Q=16T
+9.90
i = 10%
i = 10%
+9.00
2400
+7.50
+6.60
9000
6600
+0.00
18000
a b
2.3.Sơ đồ tính toán khung ngang :
Chọn tiết diện cột không đổi với độ cứng cột là I1. Nhịp nhà 18m
nên chọn phương án xà ngang có tiết diện thay đổi hình nêm, dự kiến vị
trí thay đổi tiết diện cách đầu xà 3m.
Với đoạn xà dài 3m độ cứng ở đầu xà và cuối xà là (giả thiết độ
cứng của xà và cột tại chổ liên kết xà-cột là như nhau) I1 và I2. Giải thiết
Nhãm sv thùc hiÖn: 26 -3- GV híng dÉn:
- ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp
tỷ số độ cứng I 1 / I 2 = 2 ∈ (1 ÷ 3) « theo Thiết Kế Khung Thép nhà công
nghiệp một tầng, một nhịp-tác giải Phạm Minh Hà-trang 16 »
Do nhà công nghiệp có cầu trục nên chọn liên kết giữa cột với
móng là liên kết ngàm tại mặt móng tức cốt ± 0.00 . Liên kết giữa cột với
xà ngang cũng là liên kết ngàm (liên kết cứng) nhằm mục đích tăng độ
cứng và giảm độ biển dạng của khung
i=10% i=10%
2400
9000
6600
18000
SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG NGANG
III. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG :
3.1. Tải trọng thường xuyên(tỉnh tải :
Độ dốc mái i = 10% ⇒ tagα = 0,1 ⇒ α = 5,710 nên Sinα = 0,099; Cosα = 0,995
Tải trọng tỉnh tải tác dụng lên khung bao gồm: Trọng lượng của các
tấm lợp mái, trọng lượng bản thân xà gồ, trọng lượng bản thân khung
ngang và dầm cầu trục.
- Trọng lượng bản thân các tấm lợp, lớp cách nhiệt và xà gồ mái
0,15kN/m2. Trọng lượng bản thân xà ngang chọn sơ bộ 1kN/m. Tải trọng
tỉnh tải tác dụng lên xà ngang :
Nhãm sv thùc hiÖn: 26 -4- GV híng dÉn:
- ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp
n1 .g1 .B 1,1.0,15.6
q1 = + n 2 .g 2 = + 1,05.1 = 2,05kN / m
Cosα 0,995
Trong đó:
+ n1 và n2 các hệ số vượt tải của mái tôn và xà ngang. chọn n1=1,1
và n2=1,05
+ g1= 0,15kN/m2 và g2=1kN/m
+ B=6m là bước cột.
- Trọng lượng bản thân tôn tường và xà gồ tường lấy tương tự với
mái là 0,15kN/m2 (từ cốt ± 0.00m đến cốt + 1.50m xây tường gạch, phần
còn lại dùng tấm tôn để lợp và khi tính toán ta bỏ qua phần tường xây cao
1,5m) và quy về thành lực tập trung đặt ở đỉnh cột:
Pt = n.g1 .B.( H − 1,5) = 1,1.0,15.6.(9,0 − 1,5) = 7,45kN
Trong đó: H=9,0m là chiều cao cột
- Trọng lượng bản thân dầm cầu trục chọn sơ bộ là 1kN/m. Quy
thành tải tập trung và mômen lệch tâm đặt tại cao trình vai cột :
PCT = n.g ct .B = 1,05.1.6 = 6,3kN ; M = Pct .( L1 − 0,5.h) = 6,3.(0,75 − 0,5.0,5) ≈ 3,15kNm
2,05 kN/m
7,45 kN 7,45 kN
2400
6,3 kN 6,3 kN
3,15 kNm 3,15 kNm
9000
6600
18000
SƠ ĐỒ TỈNH TẢI
Nhãm sv thùc hiÖn: 26 -5- GV híng dÉn:
- ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp
3.2. Hoạt tải mái :
Tra bảng 3-tải trọng phân bố đều trên sàn và cầu thang theo cuốn
TCVN2737-1995 có trị số tiêu chuẩn của hoạt tải mái thi công hoặc sữa
chữa mái (mái tôn) là 0,3kN/m2. Quy đổi về tải phân bố đều tác dụng lên
xà ngang :
n. ptc .B 1,3.0,3.6
q2 = = ≈ 2,35kN / m 2
Cosα 0,995
2,35 kN/m
9000
18000
SƠ ĐỒ HOẠT TẢI MÁI NỬA TRÁI
2,35 kN/m
9000
18000
SƠ ĐỒ HOẠT TẢI MÁI NỬA PHẢI
Nhãm sv thùc hiÖn: 26 -6- GV híng dÉn:
- ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp
3.3. Tải trọng gió :
Tra bảng phụ lục E-phân vùng áp lực gió theo địa danh hành chính
và bảng bảng 4- giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng gió áp lực gió
trên lãnh thổ Việt Nam ứng với dịa hình thành phố vinh ta có:
W0=1,25kN/m2. Hệ số vượt tải chọn n=1,2
Tải trọng gió tác dụng vào khung gồm 2 thành phần: gió tác dụng
vào cột và gió tác dụng trên mái.
Căn cứ vào dạng mặt bằng và độ dốc mái, các hệ số khí động có
thể xác định theo sơ đồ trong bảng 6-bảng chỉ dẫn xác định hệ số khí
động-TCVN 2737-1995 kết hợp với nội suy ta được :
Ce1=-0,543; Ce2=-0,4; Ce3=-0,4;
Ce=+0,8(ứng với phía gió đẩy)
Ce2=
0,543
Ce1=- -0,40
Ce3=-0,4
Ce=+0,8
9000
18000
SƠ ĐỒ XÁC ĐỊNH HỆ SỐ KHÍ ĐỘNG
Tra bảng 5-Bảng hệ số k kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao
và dạng địa hình-TC2737-1995 và nội suy ta có: k=0,976
Tải trọng gió tác dụng lên cột:
- Phía đón gió: q d = γ p .W0 .k .C e .B = 1,2.1,25.0,976.0,8.6 = 7,03kN / m
- Phía khuất gió: q h = γ p .W0 .k .C e3 .B = 1,2.1,25.0,976.0,4.6 = 3,52kN / m
Nhãm sv thùc hiÖn: 26 -7- GV híng dÉn:
- ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp
Tải trọng tác dụng lên mái :
- Phía đón gió: qd = γ p .W0 .k .Ce1.B = 1,2.1,25.0,976.0,543.6 = 4,77kN / m
- Phía khuất gió: qh = γ p .W0 .k .Ce 2 .B = 1,2.1,25.0,976.0,4.6 = 3,52kN / m
3,52
N/m kN/m
4,77 k
3,52 kN/m
7,03 kN/m
9000
18000
GIÓ TRÁI SANG
4 ,7 7
/m
N kN / m
3,52 k
7,03 kN/m
3 , 5 2 k N /m
9000
18000
GIÓ PHẢI SANG
3.4. Hoạt tải cầu trục :
Tra bảng II.3 Sách thiết kế khung thép nhà công nghiệp một tâng,
một nhịp-Tác giả Phạm Minh Hà ta có :
Nhãm sv thùc hiÖn: 26 -8- GV híng dÉn:
- ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp
Bảng các thông số cần trục sức nâng Q=16T
Bề
B.rộn
Ch.Ca
Rộn
o K.Các g
Nhịp T.Lượng T.Lượng Áp lực Áp lực
g
Gabar h Gabari
cần trục
LK(m đáy xe con PMax PMin(kN
it ZMin t
) KK( G(T) Gxc(T) (kN) )
HK (mm) BK
mm)
(mm) (mm)
16,5 1140 180 3860 2900 7,72 1,19 97,7 20,9
Áp lực đứng của cầu trục
tải trọng thảng đứng của bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua dầm
cầu trục được xác định bằng cách bằng đường ảnh hưởng phản lực gối
tựa của dầm và xếp các bánh xe của hai cầu trục sát nhau vào vị trí bất lợi
nhất, xác định được các tung độ yi của 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 :
Dmax = nc .γ p .∑ p max . y i = 0,85.1,1.97,7.2,714 = 247,92 KN
Dmin = nc .γ p .∑ pmin . yi = 0,85.1,1.20,9.2,714 = 53,04 KN
ở trên : ∑ yi =0,357 + 0,84 + 1 + 0,517 = 2,74
Các lực DMax và DMin thông qua ray và dầm cầu trục sẽ truyền vào
vai cột, do đó sẽ lệch tâm so với trục cột là:
e = L1 − 0,5h = 0,75 − 0,5.,05 = 0,5m
Trị số của các mômen lệch tâm tương ứng:
Nhãm sv thùc hiÖn: 26 -9- GV híng dÉn:
- ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp
M Max = DMax .e = 247,92.0,5 = 123,96kNm ; M Min = DMim .e = 53,04.0,5 = 26,52kNm
3860 3860
P P P P
CT-2 CT-1
0,357
0517
0,84
1,00
2140 2900 960 3000 3000
12000
ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG ĐỂ XÁC ĐỊNH DMax VÀ DMin
Sơ đồ tính khung với áp lực đứng của cầu trục
2400
53,04 kN
247,92 kN
123,96 kNm 26,52 kNm
9000
6600
18000
DMax LÊN CỘT TRÁI
Nhãm sv thùc hiÖn: 26 - 10 - GV híng dÉn:
- ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp
2400
247,92 kN
53,04 kN
123,96 kNm
26,52 kNm
9000
6600
18000
DMax LÊN CỘT PHẢI
Lực hãm ngang của cầu trục:
- Lực hãm ngang của toàn bộ cầu trục :
T0=0,5Kf(Q+Gxc)=0,5.0,1.(160+11,9)=8,595kN
+ Kf-Hệ số ma sát chọn kf=0,1
Trong đó:
+ Sức nâng thiết kế của cầu trục: Q=16T=160kN
+ Gxc=11,9kN là trọng lượng bản thân xe con
- Lực hãm ngang tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục lên ray:
T0 8,595
T1tc = = = 4,2975kN
n0 2
+ n0=2 là số bánh xe cầu trục ở một bên ray
Trong đó:
- Lực hãm ngang của toàn cầu trục truyền lên cột đặt vào cao trình
dầm hãm:
T = ncγ p .T1tc ∑ γ i = 0,85.1,1.4,2975.2,714 = 10,91kN
Sơ đồ tính khung với lực hãm ngang của cầu trục
Nhãm sv thùc hiÖn: 26 - 11 - GV híng dÉn:
- ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp
1500
10,91 kN
7500
18000
LỰC HÃM CỘT TRÁI
1500
10,91 kN
7500
18000
LỰC HÃM CỘT PHẢI
IV. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC :
Lựa chọn sơ bộ tiết diện của các cấu kiện:
- Kích thước cột: chiều cao cột h=50cm; bề rộng bản cách
bf=(0,3÷0,5)h=(15÷25)=> chọn bf=20cm. Chiều dày bản bụng
1 1
tw = ÷ h = (0,2 ÷ 0,7) ≥ 0,6cm ⇒ chọn tw=0,8cm; bề dày bản cách tf=1cm
70 100
- Kích thước tiết diện xà ngang:
Đối với Xà 3M: h=35cm; bf=20cm; tw=0,8cm và tf=1cm
Đối với Xà 6M: h=25cm; bf=20cm; tw=0,8cm và tf=1cm
Nhãm sv thùc hiÖn: 26 - 12 - GV híng dÉn:
- ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp
Ghi chú: kích thước tiết diện khai báo trong chương trình Sap2000
để chạy nội lực chính là tiết diện lựa chọn sơ bộ như trên
Nội lực trong khung ngang được xác định cho từng trường hợp tải
bằng phần mềm SAP 2000.
Tổ Hợp Cơ Bản 1 Tổ Hợp Cơ Bản 2
Cấu
Tiết Nội
Kiệ Mmax; Mmin; Nmax; Mmax; Mmin; Nmax;
Diện Lực
n Ntư Ntư Mtư Ntư Ntư Mtư
1;5 1;6 1;7;9 1;5;7;11 1;4;6;8;12 1;4;7;9
M 227.631 -120.810 -67.431 240.216 -222.211 -99.337
Chân
-
Cột N 12.405 -2.007 -212.552 -74.543 -273.607
279.164
V 67.410 -27.540 -27.939 56.586 -48.850 -36.335
1;7;9 1;5 1;7;9 1;4;7;9 1;4;7;9
M 116.970 -64.162 116.970 140.477 140.477
Dướ
- -
i Vai N 12.405 -273.607 -273.607
279.164 279.164
CỘ
V -27.939 21.012 -27.939 -36.335 -36.335
T
1;4 1;5 1;4 1;5;;7;11 1;4;8;12
M 65.113 -67.312 65.113 -110.160 47.714
Trên
Vai N -47.248 18.705 -47.248 16.876 -47.763
V -21.579 21.012 -21.579 14.827 -33.324
1;4 1;5 1;4 1;4;8;12 1;4;8;12
Đỉnh M 116.902 -97.495 116.902 127.690 127.690
Cột N -47.248 18.705 -47.248 -47.763 -47.763
V -21.579 4.140 -21.579 -33.324 -33.324
1;5 1;4 1;8;12 1;5;7;11 1;4;8;12 1;4;8;12
Đầu M 97.495 -116.902 -73.273 112.795 -127.690 -127.690
Xà N 6.722 -25.432 -26.608 -7.705 -37.170 -37.170
V 25.614 -37.453 -18.922 25.218 -36.797 -36.797
Xà
3M 1;5 1;8;12 1;8;12 1;5;7;11 1;4;8;12 1;4;8;12
Cuối M 32.572 -25.494 -25.494 46.908 -35.586 -35.586
Xà N 5.906 -25.993 -25.993 -8.378 -35.920 -35.920
V 17.454 -12.772 -12.772 18.489 -24.302 -24.302
Đầu
Xà 1;5 1;8;12 1;8;12 1;5;7;11 1;4;8;12 1;4;8;12
6M Xà M 32.572 -25.494 -25.494 46.908 -35.586 -35.586
N 5.906 -25.993 -25.993 -8.378 -35.920 -35.920
V 17.454 -12.772 -12.772 18.489 -24.302 -24.302
Nhãm sv thùc hiÖn: 26 - 13 - GV híng dÉn:
- ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp
1;4 1;6 1;8;12 1;4 1;6;8;12 1;4;8;12
Cuối M 42.766 -23.467 14.438 40.473 -24.003 35.606
Xà N -21.472 3.965 -24.763 -20.349 -10.528 -33.421
V 2.147 -1.957 -0.472 2.035 -3.005 0.688
Chèn bảng xuất nội lực và tổ hợp nội lực vào
V. THIẾT KẾ TIẾT DIỆN CỘT :
5.1. Xác định chiều dài tính toán :
Lựa chọn phương án tiết diện cột không đổi. Tỷ số độ cứng của xà
và cột giả thiết của cột và xà là I1/I1=1 (I1-là độ cứng của cột cũng là độ
cứng của tiết diện đầu xà 3m).
Tỷ số độ cứng đứng vị của xà và cột là:
I1 H 9,0
n= . = 1. = 0,50
I1 L 18
Trong đó : - H là chiều cao cột tính từ cốt ±0.00 đến đỉnh cột (H=9,0m)
- L là nhịp nhà (L=18m)
Vì cột liên kết với móng là liên kết ngàm nên hệ số chiều dài tính
toán:
n + 0,56 0,5 + 0,56
µ= = ≈ 1,287
n + 0,14 0,5 + 0,14
Vậy chiều dài tính trong mặt phẳng khung của tiết diện cột không
đổi được xác định:
l x = µ .H = 1,287.9,0 = 11,583m
Chiều dài tính toán của cột theo phương ngoài mặt phẳng khung ly
lấy bằng các điểm khoảng cách giữa các điểm cố định không cho cột
chuyển vị theo phương dọc nhà. Giả thiết bố trí giằng cột dọc nhà bằng
thép hình chữ Z với khoảng cách 2,2m, nên l y = 3,5m .
Nhãm sv thùc hiÖn: 26 - 14 - GV híng dÉn:
- ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp
5.2. Chọn và kiểm tra tiết diện:
5.2.1 Lựa chọn tiết diện cột:
Diện tích tiết diện cột chọn sơ bộ như trên.
500
x
200
8
y y
x
10 480 10
TIẾT DIỆN CỘT
5.2.2. Kiểm tra tiết diện cột:
Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ra cặp nội lực bất lợi nhất dùng để
tính toán đó là cặp sau:
M=116,97kNm; N=-279,164kN; V=-27,939kN
Dây là cặp nội lực tại tiết diện dưới vai cột, trong bảng tổ hợp nội
lực do trường hợp tải trọng 1,7,9 gây ra
Các đặc trương hình học của tiết diện cột đã chọn như trên:
- Diện tích tiết diện: A=0,8.48+2.(1.20)=78,4cm2
- Mô men quán tính theo phương x:
0,5.(b f − t w )hw
b f h3 3
0,5.(20 − 0,8).483
20.50 3
Ix = − 2. = − 2. = 31386cm 4
12 12 12 12
- Moomen quán tính theo phương y:
3
t f .b f 48.0,83
h .t 3 1.20 3
Iy = w w +2 = + 2. = 1335cm 4
12 12 12 12
2 I x 2.31386
Wx = = = 1255,44cm 3
h 50
Nhãm sv thùc hiÖn: 26 - 15 - GV híng dÉn:
- ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp
Iy
Ix 31386 1335
ix = = = 20,0cm; i y = = = 4,13cm
A 78,4 A 78,4
l y 220
l x 1158,3
λx = = 57,915 ; λ y = =
= = 53,27
ix 20 i y 4,13
21 21
λ x = λ x . f / E = 57,915. = 1,83 ; λ y = λ y . f / E = . = 1,68
4
2,1.10 4
2,1.10
Độ lệch tâm tương đối:
M A 116,97.100 78,4
mx = = = 2,62cm
. .
N Wx 279,164 1255,44
Tra bảng phụ lục IV.5 hệ số ảnh hưởng của hình dạng tiết diện η
ứng với loại tiết diện 5 “Trang 98-Thiết kế khung thép nhà một tầng, một
nhị, tg Phạm Minh Hà-Đoàn Tuyết Ngọc” ta có:
Af 1.20
= = 0,521
Aw 0,8.48
Af
= 0,5 thì η = (1,75 − 0,1m x ) − 0,02(5 − m x )λ x
+ Khi
Aw
= (1,75 − 0,1.2,62) − 0,02(5 − 2,62)1,83 = 1,401
Af
≥ 1 thì η = (1,9 − 0,1mx ) − 0, 02(6 − mx )λx
+ Khi
Aw
= (1,9 − 0,1.2, 62) − 0, 02(6 − 2, 62)1,83 = 1,551
1 − 0,5
Nội suy ta được: η = 1,551 − 1,401 (0,521 − 0,5) + 1,401 = 1,471
Vậy độ lệch tâm quy đổi: me = η .m x = 1,471.2,62 = 3,85cm
5.2.2.1.Kiểm tra bền:
Vì me = 3,85 < 20 ⇒ không cần kiểm tra bền
5.2.2.2.Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể:
Với λx = 1,83 và me = 3,85 , tra “bảng IV.3 hệ số ϕ e để kiểm tra ổn định của
cấu kiện tiết diện đặc, chịu nén lệch tâm(nén uốn), mặt phẳng tác dụng
Nhãm sv thùc hiÖn: 26 - 16 - GV híng dÉn:
- ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp
của Moomen trùng với mặt phẳng đối xứng-trang 94, Thiết kế khung thép
nhà một tầng, một nhịp, tg Phạm Minh Hà-Đoàn Tuyết Ngọc” và nội suy
ta có:
ϕe = 0,27791
- Điều kiện ổn định tổng thể của cột trong mặt phẳng khung đ ược
kiểm theo công thức:
N 279,164
σx = = 12,81kN / cm 2 < γ c . f = 1.21kN / cm 2 ⇒ thõa mãn điều
=
φ e . A 0,27791.78,4
kiện ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn
- Điều tkiện ổn định tổng thể của cột theo phương ngoài mặt
phẳng khung được kiểm tra theo công thức:
N
σy = < γ c.f
c.φ y . A
Trước hết ta cần tính trị số momen ở 1/3 chiều cao cột dưới kể từ
phía có mômen lớn hơn. Vì cặp nội lực dùng tính toán cột là tại tiết diên
dưới vai cột và do trường hợp tải trọng 1,7,9 gây ra nên trị số mômen tại
tiết diện chân cột do các trường hợp tải trọng tương ứng gây ra là:
M ' = −35,1158 + 5,4311 − 37,7465 = −67,4312kNm
Vậy trị số Mômen tại 1/3 chiều cao cột dưới tính từ tiết diện vai cột:
− 67,4312 − 116,970
M = 116,970 + = 55,503kNm
3
Vậy trị số Mômen quy ước được tính:
M 116,970
M ' = Max M ; ' = Max 55,503; = 58,485kNm
2 2
Độ lệch tâm tương đối theo M’:
M' A 5848,5 78,4
mx = = = 1,3cm
. .
N W x 279,164 1255,44
Nhãm sv thùc hiÖn: 26 - 17 - GV híng dÉn:
- ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp
Vì mx λ y = 84,75
21
ứng với mx=1,3cm; λc > λ y nên tra “bảng 2.1 Hệ số α , β đối với tiết diện
chữ I hoặc chữ T-trang 26- Thiết kế khung thép nhà một tầng, một nhịp-
tg Phạm Minh Hà-Đoàn Tuyết Ngọc” ta được:
β = 1 và α = 0,65 + 0,05m x = 0,65 + 0,05.1,3 = 0,715
β 1
Nên c = 1 + α .m = 1 + 0,715.1,3 = 0,518
x
Với λ y = 84,75 ≈ 85 Tra “Bảng phụ lục IV.2.Hệ số uốn dọc cấu kiện nén
đúng tâm- trang 93- Thiết kế khung thép nhà một tầng, một nhịp- tg Ph ạm
Minh Hà-Đoàn Tuyết Ngọc” và nội suy ta có:
φ = 0,687
Vậy điều kiện ổn định tổng thể của cột theo phương ngoài mặt ph ẳng
được kiểm tra:
N 279,164
σy = 10,006kN / cm 2 < γ c . f = 1.21 = 21kN / cm 2 thỏa mãn
=
c.φ y . A 0,518.0,687.78,4
Vậy tiết diện cột lựa chọn thõa mãn điều kiện ổn định tổng thể.
5.2.2.3.Kiểm tra điều ổn định cục bộ:
- Với bản cánh:
bf − tw 20 − 0,8
Bề rộng tính toán của cột b0 = = = 9,6cm
2 2
b 2,1.10 4
E
Vì 0,8 < λ x = 1,83 < 4 ,nên 0 = (0,36 + 0,1.λ ). = (0,36 + 0,1.1,83) = 17,17
t f f 21
Nhãm sv thùc hiÖn: 26 - 18 - GV híng dÉn:
- ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp
Vậy điều kiện ổn định cục bộ của bản cánh kiểm tra theo công thức:
b
b0 9,6
= = 9,6 ≤ 0 = 17,17 ⇒ Tiết diện bản cánh thỏa mãn điều kiện ổn
tf 1 t f
định cục bộ
- Với bản bụng:
Ôn định cục bộ của bản bụng cột được kiểm tra theo công thức sau:
hw hw
≤
tw tw
h
Với λ x = 1,83 < 2 tra “Bảng 2.2. Giá trị giới hạn w với tiết diện cột chữ
tw
I-trang 28- Thiết kế khung thép nhà một tầng, một nhịp- tg Phạm Minh
Hà-Đoàn Tuyết Ngọc” ta có
hw
( ) ( ) 2,1.10 4
= 1,3 + 0,15λ E / f = 1,3 + 0,15.1,83 = 57,00
2 2
tw 21
h
hw 48
= = 60 > w = 57 ⇒ do vậy bản bụng cột bị mất ổn định cục
Vậy
t w 0,8 tw
bộ, coi như chỉ có phần bản bụng cột tiếp giáp với 2 bản cánh còn làm
việc. Bề rộng của phần bụng này là:
h
C1 = 0,85t w w = 0,85.0,8.57 = 38,76cm
tw
Diện tích cột không kể đến phần bản bụng bị mất ổn định c ục b ộ
A ' = 2b f t f + 2C1t w = 2.20.1 + 2.38,76.0,8 = 102,016cm 2 > A = 78,4cm 2 nên không cần
kiểm tra lại các điều kiện ổn định tổng thể.
Nhãm sv thùc hiÖn: 26 - 19 - GV híng dÉn:
- ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp
Kiểm tra chuyển
-
vị ngang ở đỉnh
cột :
VI. THIẾT KẾ XÀ NGANG:
6.1.Thiết kế tiết diện Xà 3M (đoạn xà có tiết diện thay đổi):
Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra cặp nội lực tính toán:
N=-37,170kN
M=-127,690kNm
V=36,797kN
Đây là cặp nội lực tại tiết diện đầu xà, trong bảng tổ h ợp n ội l ực do các
trường hợp tải 1,4,8,12
6.1.1 Lựa chọn tiết diện:
Mômen chống uốn cần thiết của tiết diện xà có thể xác định theo công
thức:
M 127,690.100
Wxyc = = = 608,05cm 3
γ c. f 1.21
Bề dày bản bụng xác định từ kiện chịu cắt.
3V 3 36,797
tw ≥ . =. = 0,13cm và t w ≥ 0,6cm chọn t w = 0,9cm
2 h. f v .γ c 2 35.12.1
Nhãm sv thùc hiÖn: 26 - 20 - GV híng dÉn:
nguon tai.lieu . vn
