DAKCT2_PHONG1

8/15/2019 DAKCT2_PHONG1

1/17

ĐỒ ÁN KẾT C ẤU THÉP 2 GVHD: TS. ĐINH THẾ HƯNG

Nguy ễn Phú PhongMSSV: 809T0387 Trang 1

THI ẾT K Ế K ẾT C ẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP 1 T ẦNGI. TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CHÍNH KHUNG NGANG

1. Số liệu đề bài:

Nhịp nhà L(m) 24Cao trình dỉnh ray Hr(m) 7Sức cẩu của cầu trục Q(kN) 500

Bước cột B(m) 6Chiều dài nhà (m) nB 90

Cường độ tính toán thép f (KN/cm 2) 22Cường độ tính toán đường hàn đối đầu f w (KN/cm 2) 18

Cường độ tính toán đường hàn góc f wf (KN/cm 2) 15

Cường độ ép mặt tính toán củaBL F cb (KN/cm2

) 32

2. Số liệu b ảng tra:

Kiểuray KP80Chiều cao gabarit của cầu trục Hk (mm) 3150

Bề rộng cầu trục Bk (mm) 6650 Nhịp cẩu trục Lk (m) 22.5

Khoảng cách giữa 2 trục bánh xe con K (mm) 5250Khoảng cách từ tim ray đến mép ngoài cầu tr ục B 1 (mm) 300

Áp lực bánh xe lớn nhất lên ray(kN) 465Áp lực bánh xe nhỏ nhất lên ray (kN) 118

Trọng lượng xe con (kN) 180Trọng lượng toàn cầu trục (kN) 665


2/17



3. Xác định kích thước theo phương đứ ng

Cao trình đỉnh ray Hr (m) 7

Chiều cao của ray và đệm ray cẩu trục hr (m) 0.2

Chiều cao của dầm cầu chạy (1/10 B) hdcc (m) 0.6

Đoạn cột chôn dưới đất hm (m) 0

Khe hở an toàn giữa cầu trục và mép dưới kết cấu mái (m) 0.1

Đỗ võng của mái f (m) (1/250 L) 0.096

- Chiều cao th ực của phần cột trên :2 0.7 0.2 3.15 0.096 0.1 4.146CT dct R ct H h h H f a m

Chọn chiều cao c ột trên 4.2ct

H m

- Chiều cao c ột dướ i :7 0.6 0.2 6.2CD r hct R H H h h m

Chọn chiều cao c ột dướ i 7.1CD H m - Chiều cao toàn cột:

6.2 4.2 10.4CD CT H H H m

4. Xác định kích thước theo phương ngang nhà: - Khoảng cách từ mép ngoài cột biên đến tr ục định v ị:

500 a=0.25mQ kN - Khoảng cách từ tr ục định v ị đến tr ục đườ ng ray:

500 750Q kN mm - Chiều cao ti ết diện cột trên:

1 1(0.36 0.44)

10 12t CT h H m

Điều kiện:1 0.75 0.3 0.075 0.25 0.625t h B D a m

Vớ i D – Khe h ở an toàn giữa cầu tr ục vàmặt trong c ột biên D=0.075m

Chọn chiều cao ti ết diện cột trên ht = 0.36m- Chiều cao ti ết diện cột dướ i:

0.75 0.25 1d h a m Điều kiện:

1 1(0.31 0.41)

15 20d CDh H m

Chọn chiều cao ti ết diện cột dướ i h d = 1m


3/17



5. Xác định kích thước dàn và cửa mái:- Chiều cao đầu dàn:dd 1.5h m

- Chiều cao đỉnh dàn: d dd24

1.5 0.15 3.32 2d L

H h i m

- Chiều r ộng cửa mái Lcm= 6m- Chiều cao c ửa mái : 1.5cmh m

II. XÁC ĐỊNH T ẢI TR ỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG: 1. Tĩnh tải mái:

- Độ dốc mái i=15% =>góc hợ p bời mái và phương ngang 8.53 cos 0.989o

Tên TT HSVT Tải tiêu chuẩn

kN/m2

Tải tính toán

kN/m2

TLBT v ật liệu lợ p 1.05 0.08 0.084

TLBT c ủa xà gồ 1.05 0.12 0.126Dàn, Hệ giằng 1.05 0.2 0.21

Tải tính toán phân bố trên 1m dài: phươngngang 20.085 0.126 0.21 6 2.55 (kN/m )

costt g

B

1000

1 5 0 0

4 2 0 0

6 2 0 0

Q=500kN

24000250 250

1 5 0 0

6000

A

1000

1 5 0 0

4 2 0 0

6 2 0 0


4/17


5/17



5. Tải tr ọng gió: - Chiều cao đầu dàn: H 1 = 1.5m- Chiều cao đầu dàn đến chân cửa mái: H2 = 1.345m- Chiều cao c ửa mái: H3 = 1.5m

- Chiều cao đầu cửa mái đến đỉnh cửa mái: H4 = 0.45m- Tại cao trình đỉnh cột: 10.4 1.01 H k - Tại cao trình đỉnh mái: 15.2 1.19 H k

- 1

11.90.496

0.512415%

H C L

i

- 3

11.90.496

24 0.590

3.7524

H L C l

L

- Tải tr ọng phân bố lên cột khung Phía đón gió: W 1.2 0.83 1.01 0.8 6 4.82 /tc f q kcB kN m Phía gió hút: ' W ' 1.2 0.83 1.01 0.5 6 3.01 /tc f q kc B kN m

- Lực tậ p trung n ằm ngang W c ủa gió mái: Phía đón gió:W W 8.01tc f i ikB c H kN Phía gió hút: W' W ' 18.1tc f i ikB c H kN

W W' h

0

h 1

h 2

h 3

1 0 4 0 0

24000

+0.7

-0.8 -0.6

-0.6C1=-0.51 -0.6

+0.8 C3=-0.5

A B


6/17



III. TÍNH NỘI L Ự C KHUNG:1. Sơ đồ tính khung:

a. Bài toán 1:

Phương pháp chuyển v ị, ẩn số là góc xoay ở nút. Do đối xứng , ta có: φ1 = φ2 = φ

Phương trình chính tắc: r 11φ + r1p = 0

Trong đó: r 11 – Tổng ph ản lực moment ở các nút trên của khung khi xoay.

r 1p – Tổng moment ph ản lực ở nút đó do tải tr ọng ngoài.

Moment cu ối cùng bằng moment trong h ệ cơ bản do góc xoay đơn vị nhân với φ cộngvớ i moment trong h ệ cơ bản: p M M M

b. Bài toán 2:


7/17



Với sơ đồ xà ngang là cứng vô cùng, ẩn số theo phương pháp chuyển v ị là chuyển v ị ngang c ủa nút trên Δ.

Phương trình chính tắc: r 11Δ + r1p = 0

Trong đó: r 11 – Phản lực moment ở trong lien k ết đặt them do chuy ển v ị nút Δ=1.r 1p – Phản lực lien k ết do t ải tr ọng.

Moment cu ối cùng bằng moment trong h ệ cơ bản do chuy ển v ị nút đơn vị nhân với Δcộng vớ i moment trong h ệ cơ bản: p M M M

2. Các thông số ban đầu:- Thay dàn bằng một xà ngang đặc có độ cứng tương đương đặt tại cao trình cánh

dướ i của dàn. - Chiều cao khung tính từ đáy móng đến mép dưới cánh dưới vì kèo. - Độ cứng của cột ta có thể chọn theo kinh nghi ệm sau đó kiểm tra l ại cách chọn.- Theo kinh nghi ệm: 1 2 2: 7 10; J : 25 40d J J J

- Sơ bộ chọn t ỉ số:1

2 1

1

1

184.5d

J

J J

J J

Trong đó: J1: Moment quán tính cột dướ i

J2: Moment quán tính cột trên

Jd : Moment quán tính của dàn

- Cáctr ị số của công thức:

1

2

2 2

3 3

4 4

2 2

1 8 1 7

4.20.404

10.4

1 1 0.404 7 3.827

1 1 0.404 7 2.142

1 1 0.404 7 1.461

1 1 0.404 7 1.186

4 3 4 3.827 1.461 3 2.142 8.605

t

J

J

H

H

A

B

C

F

K AC B

- Momen đầu xà ngang do φ = 1:à

11

2 2 4.50.375

24

x d B

EJ E J M EJ

L


8/17



3. Tĩnh tải mái: a. Ph ản lực đầu cột do φ = 1:

1 112 2

cot1 1

1

6 6 2.1420.014

8.605 10.4

4 1.4614 . 0.0658.605 10.4

B

B

BEJ EJ R EJ

KH

EJ EJ C M EJ K H

- Hệ số của phương trình chính tắc:11 1 1 1

2 2

1

1

11 1 1

0.375 0.065 0.44

2.55 24122.3

12 12

122.3 227.90.44

B p q

p

r EJ EJ EJ

ql r M kNm

r

r EJ EJ

-

Moment ở đầu xà:àà

11

227.90.375 122.3 18.14

x x B

B B q M M M EJ kNm EJ

- Moment đầu trên cột: cotô 11

227.90.065 18.14c t B B M M EJ kNm EJ

- Tr ị số phản lực: 11

227.90.014 3.84 B B R R EJ kN EJ

- Moment ở vai c ột: 18.14 3.84 4.2 2.03C B B t M M R H kNm - Moment ở chân cột: 18.14 3.84 10.4 21.75 A B B M M R H kNm b. Ảnh hưở ng c ủa sự lệch tâm

- Momen l ệch tâm chỗ vai c ột: 2.55 24 1 0.36

. 9.792 2 2 2

d t e

h hql M Ve kNm

- Các công thức tra b ảng:

1 3 1 42.15

6 1 11.26

B e

e B

B C M M kNm

K B A M

R kN K H

- Moment t ại các tiết diện khác:

2.15 1.26 4.2 3.16

9.79 3.16 6.22

2.15 1.26 10.4 9.79 1.2

t C B B t

d t C e C

A B B e

M M R H kNm

M M M kNm

M M R H M kNm

Tổng h ợ p moment:Cộng biểu đồ moment do ph ản lực đầu cột và ảnh hưở ng của sự lệch tâm.


9/17



4. Ho ạt t ải mái:Cách xác định tương tự như cách xác định nội lực do tĩnh tải mái gây ra.

Nội lực do ho ạt tải mái gây ra được xác đinh bằng cách nhân nội lực do tĩnh tải mái vớ i

hệ số 2.37 0.9292.55

tt

tt

qk

g

5. Moment c ầu tr ục :a. Moment do chuy ển v ị nút:

1 1 12 2 2

1 1 13 3 3

6 2.1426. 1.49

8.60512 3.82712

. 5.348.605

B

B

EJ EJ EJ B M

K H H H EJ EJ EJ A

RK H H H

20.55

15.99

5.194.6

20.55

15.99

5.194.6

19.08

14.85

4.824.27

19.08

14.85

4.824.27


10/17




1 1 12 2 2

1 1 12 2 2

1 111 3 3

4.21.49 5.34 0.66

10.4

1.49 5.34 3.84

2 2 ( 5.34 ) 10.67

C B B t

A B B

B

EJ EJ EJ M M R H

H H H EJ EJ EJ

M M R H H H H

EJ EJ r R

H H

b. Moment l ệch tâmdo c ầu tr ục:

ax ax

min min

1 0.36897.2 287.1

21 0.36

227.7 72.92

m m M D e kNm

M D e kNm

- Biểu đồ momen do Mmax

,Mmin

trong h ệ cơ bản. Có thể dùng k ết quả đã tính vớ iMe ở mục tính nội lực do tĩnh tải mái nhân vớ i hệ sô tỉ lệ:

ax1

min2

287.129.33

9.79

72.97.44

9.79

m

e

e

M k

M

M k

M

Cột trái ( Ứng với Dmax ) Cột phải ( Ứng với Dmin )

' B M -63.16 kNm

'' B

M -16.03 kNm

't C M 92.55 kNm ''

t C M 23.49 kNm

'd C M -194.56 kNm ''

d C M -49.37 kNm

' A M 35.29 kNm '' A M 88.96 kNm

' B R 37.07 kN '' B R -9.41 kN

1 ' '

21

1 111 13 2

' 37.07 9.41 27.67

27.67 27.67 10.426.96

10.67 10.67

p B B

p

r R R kN

r H EJ EJ r EJ

H H c. Tổng h ợ p moment:

Nhân biểu đồ moment đơn vị với giá trị Δ rồi cộng vớ i biểu đồ moment trong h ệ cơ bảndo moment l ệch tâm cầu tr ục gây ra.


11/17



Moment c ột trái ứ ng v ớ i D max :

2

1

' 2

1

2

1' 2

1

2

1

' 2

1

2

1

' 2

1

1.49 26.96 63.16 22.91

0.66 26.96 92.55 74.71

0.66 26.96 194.56 212.41

3.84 26.96 35.29 68.31

B B B

t t C C C

d d C

C C

B A A

B

EJ H M M M kNm

EJ H

EJ H M M M kNm

EJ H

EJ H M M M kNm

EJ H

EJ H M M M kNm

EJ H

R R 2

1

' 3

1

5.34 26.96 37.07 23.24 B B

EJ H R kN

EJ H

Moment c ột ph ải ứ ng v ớ i D min :

21

' 21

21

' 21

21

' 21

21

' 2

1

' ' 1.49 26.96 16.03 56.28

' ' 0.66 26.96 23.49 41.33

' ' 0.66 26.96 49.37 31.53

' ' 3.84 26.96 8.96 112.56

B B B

t t C C C

d d C C C

B A A

EJ H M M M kNm

EJ H

EJ H M M M kNm

EJ H

EJ H M M M kNm

EJ H

EJ H M M M

EJ H

21

' 31

5.34 26.96 9.41 4.43 B B B

kNm

EJ H R R R kN

EJ H

22.91

74.71

212.41

68.31 112.56

31.53

41.33

56.28


12/17



6. Lực hãm ngang : a. Moment do chuy ển v ị nút: Moment và phản lực do chuy ển v ị nút Δ=1:

1 1 12 2 2

1 1 13 3 3

6 2.1426. 1.498.605

12 3.82712. 5.34

8.605

B

B

EJ EJ EJ B M K H H H

EJ EJ EJ A R

K H H H


1 1 12 2 2

1 1 12 2 2

1 1 12 2 2

1 111 2 3

4.2 0.6( ) 1.49 5.34 0.35

10.4

1.49 5.34 3.84

4.21.49 5.34 0.6610.4

2 2 ( 5.34 ) 10.67

T B B t dct

A B B

C B B t

B

EJ EJ EJ M M R H H

H H H EJ EJ EJ

M M R H H H H

EJ EJ EJ M M R H H H H

EJ EJ r R

H H

b. Moment do l ực T gây ra:

2 2

'

2 2

'

' ' '

4.2 0.60.346 0.404

10.4

1 2 2 2 235.22

1 3 2 2 3 2 219.01

( ) 35.

t dct

B

B

A B B d dct

H H

H

B C B C M T H kNm

K K

B A B A R T kN

K K

M M R H T H H

' ' '

' ' '

1

21

111 13

22 19.01 10.4 32.8 (6.2 0.6) 60.6

( ) 35.22 19.01 (4.2 0.6) 33.21

35.22 19.01 4.2 32.8 0.6 24.93

19.01

19.01 18.52

10.67

T B B t dct

C B B t ct

p B

p

kNm

M M R H H kNm

M M R H T H kNm

r R kN

r H EJ r EJ

H

c.Tổng h ợ p moment:

Nhân biểu đồ moment đơn vị với giá trị Δ rồi cộng vớ i biểu đồ moment trong h ệ cơ bản do T gây ra.


13/17



Moment c ột trái:

21

' 21

21

' 21

21

' 21

21

' 21

'

1.49 18.52 35.22 7.56

0.35 18.52 33.21 26.65

0.66 18.52 24.93 12.67

3.84 18.52 60.6 131.78

B B B

T T T

C C C

A A A

B B B

EJ H M M M kNm

EJ H

EJ H M M M kNm EJ H

EJ H M M M kNm

EJ H

EJ H M M M kNm

EJ H

R R R 2

13

1

5.34 18.52 19.01 9.5 EJ H

kN EJ H

Moment c ột ph ải:

2

1

' 2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

3

1

' 1.49 18.52 27.66

' 0.35 18.52 6.56

' 0.66 18.52 12.26

' 3.84 18.52 71.18

' 5.34 18.52 28.51

B B B

T T

C C

B A

B B

EJ H M M M kNm

EJ H

EJ H M M kNm

EJ H

EJ H M M kNm

EJ H

EJ H M M kNm

EJ H EJ H

R R kN EJ H

7.56

26.65

12.67

131.78

27.66

6.56

12.26

71.18

T


14/17



7. Tính khung vớ i tải tr ọng gió : a. Moment do chuy ển v ị nút: Moment và phản lực do chuy ển v ị nút Δ=1:

1 1 1

2 2 2

1 1 13 3 3

6 2.1426. 1.49

8.60512 3.82712

. 5.348.605

B

B

EJ EJ EJ B M

K H H H EJ EJ EJ A

RK H H H

- Tại các tiết diện khác:

1 1 12 2 2

1 1 12 2 2

1

11 2

1.49 5.34 3.84

4.21.49 5.34 0.66

10.4

5.34

A B B

C B B t

B

EJ EJ EJ M M R H

H H H EJ EJ EJ

M M R H H H H

EJ

r R H

b. Moment trên hệ cơ bản do l ự c q:Cột trái ( Lực đẩy ):

2 22 2

'

'

9 8 9 2.142 1.186 8 1.4614.82 10.4 29.23

12 12 8.6052 3 2 2.142 1.461 3 3.827 1.186

4.82 10.4 21.452 2 8.605

B

B

BF C M qH kNm

K BC AF

R qH kN K

- Tại các tiết diện khác:

2 2

'

2 2

'

4.229.23 21.45 3.9 4.82 18.322 2

10.429.23 21.45 10.4 4.82 66.97

2 2

t C B B t

A B B

H M M R H q kNm

H M M R H q kNm

Cột ph ải ( L ực hút ):

Giá trị nội lực do l ực gió hút gây ra bằng giá trị nội lực do l ực gió đẩy nhân vớ i

hệ số 3.01 0.6254.82

k

Moment t ại các tiết diện:

' '

' '

' '

' '

1

' ( 0.625) ( 29.23) 18.27

' ( 0.625) (18.32) 11.45

' ( 0.625) ( 66.97) 41.85

( 0.625) (21.45) 13.41

' W W' 21.45 13.41 8.01 18.14 61.01

B B

C C

A A

B B

p B B

M kM kNm

M kM kNm

M kM kNm

R kR kN

r R R kN


15/17


16/17



IV. TỔ HỢ P N ỘI L Ự C:1. Bảng t ổng h ợ p n ội lự c:

STT Loạitải HSTH

Cột trên Cột dưới

Tiết diện B Tiết diện Ct Tiết diện Cd Tiết diện A

M N M N M N M N Q

1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

1 TT 1 -16 30.6 -5.2 30.6 4.6 10 20.5 30.6 -2.4

2 HT

1 -14.8 28.4 -4.8 28.4 4.3 30.6 19.1 28.4 -2.1

0.9 -13.4 25.6 -4.3 25.6 3.8 28.4 17.2 25.6 -23.2

3 Dtrái 1 -22.9 0 74.7 0 -212.4 25.6 -68.3 897.2 -20.9

0.9 -20.6 0 67.2 0 -191.2 897.2 -61.5 807.5 4.4

4 D phải 1 -56.3 0 41.3 0 -31.5 807.5 112.6 227.7 4

0.9 -50.7 0 37.2 0 -28.4 227.7 101.3 204.9 23.3

5T

trái 1 ±7.6 0 ±12.7 0 ±12.7 0 ±131.8 0 ±21

0.9 ±6.8 0 ±11.4 0 ±11.4 0 ±118.6 0 ±28.5

6 T phải 1 ±27.7 0 ±12.3 0 ±12.3 0 ±71.2 0 ±25.7

0.9 ±24.9 0 ±11 0 ±11 0 ±64.1 0 ±9.1

7 Giótrái 1 59.5 0 -21 0 -21 0 -295.4 0 8.1

0.9 53.6 0 -18.9 0 -18.9 0 -265.9 0 -17.1

8Gió

phải 1 -70.5 0 -27.9 0 -27.9 0 270.3 0 -15.4

0.9 -63.5 0 -25.1 0 -25.1 0 243.3 0 -2.6


17/17



2. Bảng t ổ hợ p n ội lự c:

Tiết

diện Nội

lực

Tổ hợp cơ bản 1 Tổ hợp cơ bản 2

Mmax Mmin Nmax, MMmax

N

Mmin Nmax, M

N N M(+) M(-) N M(+) M(-)

B

1,7 1,8 1,2 1,7 1,2,4,6,8 1,2,7 1,2,4,6,8

M 43.5 -86.5 -30.8 37.6 -168.4 24.2 -168.4

N 30.6 30.6 59 30.6 56.1 56.1 56.1

Ct

1,3,5 1,8 1,2 1,3,5 1,2,8 1,2,3,5 1,2,8

M 82.2 -10 -10 73.4 -34.6 69.1 -34.6

N 30.6 59 59 30.6 56.1 56.1 56.1

Cd

1,3,5 1,3,5 1,2,3,5,8 1,2,3,5,8

M -220.5 -220.5 -219.2 -219.2

N 927.8 927.8 863.6 863.6

A

1,8 1,7 1,3,5 1,2,4,6,8 1,3,5,7 1,2,3,5,8 1,2,3,5,7

M 290.9 -274.9 -179.5 446.4 -425.4 338.1 -408.3

N 30.6 30.6 927.8 261.1 838.1 863.6 863.6

Q -19.7 6.5 -25.8 24.9 5.6 -62 -38.5

Documents

DAKCT2_PHONG1