Trường Đại Học Xây Dựng Bộ môn Công trình thép gỗ
* Chiều rộng tiết diện phần cột dưới:
h
d
=a+λ
Trong đó:
a: Khoảng cách từ trục định vị tới mép ngoài phần cột dưới,trường
hợp Q>75 t a=500 (mm)
h
d
=1000+500=1500 (mm);
Thoả mãn:h
d
>1/25H=16400/25=656(mm)
I.3. Kích thước dàn
Chiều cao dầu dàn bằng 2250 (mm), độ dốc cánh trên i=1/10, như
vậy chiều cao giữa dàn là:
2250+(1/10).2700/2=3600(mm).
* Cấu tạo dàn:
I.4. Hệ giằng
a. Hệ giằng mái:
* Giằng cánh trên.
NguyÔn M¹nh Hïng -09529-47- SBXD
5
Trường Đại Học Xây Dựng Bộ môn Công trình thép gỗ
B
A
1817161514131211
10
987654321
* Giằng cánh dưới.
A
B
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1817
10
11 12 13 14 15 16
* Hệ giằng đứng.
b. Hệ giằng cột
NguyÔn M¹nh Hïng -09529-47- SBXD
6
Trường Đại Học Xây Dựng Bộ môn Công trình thép gỗ
161514131211
10
17987654321 18
II. Tính tải trọng tác dụnh lên khung
1. Tải trọng tác dụnglên dàn
1.1. Tải trọng tác dụng thường xuyên
a. Tải trọng do mái:
Tính tải trọng mái dựa vào cấu tạo các lớp mái cụ thể gồm các lớp cho trong
bảng sau.
Cấu tạo các lớp mái Tải trọng tiêu
chuẩn daN/m
2
mái
Hệ số
vượt tải
Tải trọng tính
toán daN/m
2
mái
Tấm mái 1,5x6m 150 1,1 165
Lớp cách nhiệt dày 12cm bằng
bt xỉ γ=500 kg/m
3
60 1.1 66
2Lớp vữa lát, dày 1,5cm/lớp
γ=1800 kg/m
3
54 1.2 64.8
Lớp chống thấm dày 4cm
γ=2500 kg/m
3
100 1,2 120
2 lớp gạch lá nem
dày1,5cm/lớp
γ=2000kg/m
3
60 1.2 72
Cộng 424 487.8
Đổi ra phân bố trên mặt với độ dốc mái i=1/10;cosα=0,995
g
m
c
=424/cosα =424/0,995=426 kg/m
2
mặt bằng(mb).
g
m
tt
=487,8/0,995=490,25 (kg/m
2
mb).
NguyÔn M¹nh Hïng -09529-47- SBXD
7
Trường Đại Học Xây Dựng Bộ môn Công trình thép gỗ
b. Tải trọng do trọng lượng bản thân dàn và hệ giằng:
g
d
=1,2.α
d
.L.n
Trong đó:
α
d
=0,6: Hệ số cấu tạo dàn lấy trong khoảng(0,6—0,9) .
L=27m :nhịp dàn.
n=1,1 hệ số vượt tải.
1,2; hệ số kể đến trọng lượng của hệ giằng.
g
d
=1,2.0,6.27.1,1=21,38 (kg/m
2
mb).
c. Trọng lượng kết cấu cửa trời:
Tính theo công thức kinh nghiệm sau.
g
CT
=.α
CT
.L
CT
.n
Trong đó:
α
CT
=0,5: Hệ số cấu tạo dàn.
L
CT
=12m: Nhịp của cửa trời.
n=1,1: Hệ số vượt tải.
g
CT
=0,5.12.1,1=6,6 (kg/m
2
mb).
d. Trọng lượng bậu cửa mái+cửa kính
* Trọng lượng cửa kính:
g
K
C
=40 kg/m
2
.
* Trọng lượng bậu cửa:
g
B
C
=100 kg/m dài.
* Lực tập trung ở chân cửa mái:
g
KB
=1,1.40.1,8.6+1,1.100.6=1135,2 kg.
Để tính toán khung ta thay lực tập trung bằng lực phân bố đều/mặt bằng
tương đương
g’
KB
=2(g
KB
)/(B.L)=2(1135,2)/(6.27)=14 kg/m
2
mb.
e. Tải trọng phân bố đều trên dàn do tĩnh tải:
q=B
.
.∑gi =6(490,25+21,38+6,6+14) =3193,38(kg/m).
1.2 Tải trọng tạm thời (Hoạt tải)
Hoạt tải tạm thời lấy theo tiêu chuẩn VN 2737-95 :
p
C
=75 g/m
2
mb,Hệ số vượt tải n=1,3.
* Hoạt tải phân bố đều trên dàn là:
p=n
P
.P
C
.B=1,3.75.6=585 kg/m
2
.
2. Tải trọng tác dụng lên cột
2.1. Do phản lực của dàn
NguyÔn M¹nh Hïng -09529-47- SBXD
8
Trường Đại Học Xây Dựng Bộ môn Công trình thép gỗ
a. Do tải trọng thường xuyên:
A=q.(L/2)=3193,38.(27/2)=43110,8 (kg) .
b. Do tải trọng tạm thời:
A’=p.(L/2)=585(27/2)=7897 kg.
2.2. Do trọng lượng dầm cầu trục
Tính theo công thức kinh nghiệm sau:
G
DCT
=α
DCT
.L
2
DCT
.n
Trong đó:
α
DCT
=35—47 với cầu trục sức trục Q>75 (t),lấy α
DCT
=43.5
n=1,1; Hệ sốvượt tải.
G
DCT
=43.5.6
2
.1,1=1723 kg.
2.3. Do áp lực thẳng đứng của bánh xe cầu trục
áp lực bánh xe truyền qua dầm cầu trục thành lực tập trung đặt vào
vai cột. tải trọng đứng của dầm cầu trục lên cột được xác định do tác dụnh của 2
cầu trục hoạt động trong một nhịp.
* Lực thẳng đứng tiêu chuẩn lớn nhất của bánh 1xe lên ray lấy trong sổ
tay cầu trục(Bảng VI.2 phụ lục VI).Với cầu trục sức trục Q=100 t,ta có:
P
1
C
MAX
=44 t,
P
2
C
MAX
=45 t,
* Lực thẳng đứng tiêu chuẩn nhỏ nhất của 1 bánh xe tính theo công thức
sau:
P
1
C
MIN
=(Q+G)/n
0
- P
1
C
MAX
=(100+135)/4 -44 =14,75 t.
P
2
C
MIN
=(Q+G)/n
0
- P
2
C
MAX
=(100+135)/4 -45 =13,75 t.
Trong đó:
Sức trục Q=100 t.
Trọng lượng toàn cầu trục G=135 t.
Số bánh xe ở một đầu cầu trục n
0
=4.
* áp lực thảng đứng lớn nhất (D
max
) lên cột do P
C
1 max
, P
C
2 max
,được xác
định bằng đường ảnh hưởng phản lực khi có một bánh xe đặt vai cột, các bánh xe
khác có xu thế gần vai cột nhất.
Với vị trí bất lợi nhất của các bánh xe.
NguyÔn M¹nh Hïng -09529-47- SBXD
9
Trường Đại Học Xây Dựng Bộ môn Công trình thép gỗ
* áp lực (D
max
) tính theo công thức:
D
max
=n.n
c
(P
c
1max
. ∑y
i
.+ P
c
2max
. ∑y)
Trong đó:
n=2 ;Hệ số vượt tải.
n
c
Hệ số tổ hợp xét đến sát suất xảy ra đồng thời tải trọng tối đa.
n
c
=0,85 khi có 2 cầu trục hoạt động ché độ vừa.
y
i
: tung độ đường a/h phản lực.
D
max
=1,2.0,85.[44*0,1+45(0,86+1+0,573+0,433)] =135,58 t.
* Tính D
min
theo công thức:
D
min
=1,2.0,85.(14,75.0,1+13,75.2,866)=41.7 t.
2.4. Do lực hãm xe con
Khi xe con hãm sinh ra lực quán tính tác dụng ngang nhà theo
phương chuyển động. Lực hãm xe con thông qua bánh xe truyền lên dầm hãm tới
cột.
* Lực hãm tiêu chuẩn của một bánh xe:
T
c
1
=0,05(Q+G
xe
)/n
0
=0,05(100+43)/4 =1,7875 t,
Trong đó:
G
xe
=43 t,
* Lực hãm T do xe con hãm
Giá trị T cũng xác định bằng đường ảnh hưởng như khi xác định D
max.
NguyÔn M¹nh Hïng -09529-47- SBXD
10
Trường Đại Học Xây Dựng Bộ môn Công trình thép gỗ
T=n. n
c
.∑ T
1
c
.y =1,2.0,85.1,7875.(0,1+2,866)=5,408 t.
3. Tải trọng gió tác dụng lên khung
Theo TCVN 2737—95 khi nhà công nghiệp có chiều cao < 36m chỉ kể tới
tác dụng của thành phần gió tĩnh.
Công trình xây dựng ởkhu vực IV—B có q
0
=155 kg/m
2
.
* Tải trọng gió phân bố đều lên cột tính theo công thức:
+ Phía đón gió:
q
d
=n.q
0
.k.C.B kg/m.
+ Phía hút gió:
q
h
=n.q
0
.k.C’.B kg/m.
Trong đó:
n=1,2 ;Hệ số vượt tải,
B=6m.
C,C’;Hệ số khí động phía đốn gió,phía hút gió ∈ hình dạng
công trình lấy trong Bảng V.1 phụ lục V.Các giá trị của C,C’ tương ứng cho trên
sơ đồ.
K: Hệ số khí động ∈ chiều cao công trình .Cho địa hịnh loại B:
k=1,00 ứng với độ cao H=10 m.
k=1,094 ,, ,, H=16,4 m.
k=1,162 ,, ,, H=23,52 m.
* Giá trị tải trọng gió phân bố đều lên cột (vớihệ số quy đổi ra phân bố
đều α=1,04):
q=1,2.155.1.0,8.6.1,04=968,51 kg/m .
q’=1,2.155.1.0,6.1,04=696,38 kg/m.
Tải trọng gió trong phạm vi từ đỉnh cột đến đỉnh mái được quy về lực tập
trung đặt tại cao trình cánh dưới dàn mái.
Trong khoảng từ 16,4 đến 23,52 m,hệ số k lấy trung bình.
k=(1,094+1,162)/2 =1,128.
NguyÔn M¹nh Hïng -09529-47- SBXD
11
Trường Đại Học Xây Dựng Bộ môn Công trình thép gỗ
Các hệ số khí động:
H/L = 18,65/27 = 0,69
α = 5,7
o
ta có:
C
1
= -0,6
C
2
= -0,438
C
3
= -0,438
* Lực tập trung tính theo công thức:
W= n.q
0
.k.B.∑C
i
.h
i
=1,2.155.1,128.6[2,25.0,8- 0,75.0,6 + 3,0.0,7 - 0,6.0,8
+0,438(0,6+2,25) + 0,6.3,0 + 0,5.0,75]
=8048.19 kg.
III. Tính nội lực khung
1. Sơ đồ tính khung
Việc tính khung cứng có các thanh rỗng như dàn, cột khá phức tạp,
nên trong thực tế, đã thay sơ đồ tính thực của khung bằng sơ đồ đơn giản hoá, với
các giả thiết.
+ Thay dàn bằng một xà ngang đặc có độ cứng tương đương tại cao trình
cánh dưới dàn.Chiều cao khung tính từ mặt trên móng (đắy cột)đến mép cánh
dưới dàn.
+ Đối với cột bậc,trục cột dưới làm trùng với trục cột trên;nhịp tính toán là
khoảng cách giữa hai trục cột trên.Khi đó cần kể thêm momen lệch tâm ở chỗ đổi
tiết diện cột:
M=V.e
0
. với e
0
=(h
d
-h
T
)/2.
NguyÔn M¹nh Hïng -09529-47- SBXD
12
Trường Đại Học Xây Dựng Bộ môn Công trình thép gỗ
l
j2
m
e
j
d
v
v
j
1
h
h
d
h
tr
Để tính khung trước hết giả thiểt trước độ cứng các phần cột.
Gọi: J
d
, J
1
, J
2
, là momen quán tính của dàn, phần cột dưới và cột trên của
khung.
* Giả thiết :
4.14
1500
500
6,1
1
1
1
1
2
1
.5,3
22
2
1
=
=
=
=
hd
ht
k
J
J
J
Jd
Trong đó:
k
2
; Hệ số lấy trong khoảng 1,2—1,8,chọn k
2
=1,6.
.4,504,145,3
2
1
12
=⋅=⋅=
J
J
J
Jd
J
Jd
* Các tỷ số này thoả mãn điều kiện:
ν
η
≥
+
6
1 11,
.
Trong đó:
126,2
27
4,16
.5,3).(
1
)(:.
1
====
L
H
J
Jd
H
L
J
Jd
ν
NguyÔn M¹nh Hïng -09529-47- SBXD
13
Trường Đại Học Xây Dựng Bộ môn Công trình thép gỗ
.4.1314,141
2
1
=−=−=
J
J
η
Vậy:
.126,219,1
4.131,11
6
1,11
6
. =<=
+
=
+
ν
η
Do đó khi tính khung với các tải trọng không phải là tải trọng thẳng đứng
đặt trực tiếp lên dàn có thể bỏ qua biến dạng của dàn (coi dàn có độ cứng vô
cùng).
2.Tính nội lực khung:
*Bảng tổ hợp nội lực:
Tiết Nội Tổ hợp cơ bản 1 Tổ hợp cơ bản 2
diện lực M+max M-max Nmax,M M+max M-max Nmax,M
N N M+ M- N N M+ M-
B
1,7 1,8 1,2 1,7 1,2,4,6,8 1,2,4,6,8
M 26.21 -466.65 - -234.43 3.728 -643.552 -643.552
N 451.72 451.72 - 530.69 451.72 522.793 522.793
Ct
1,3,5 1,2 1,2 1,3,5,8 1,2,7 1,2,3,5,8 1,2,7
M 113.94 -102.62 -102.62 135.172 -114.65 120.646 -114.65
N 451.72 530.69 530.69 451.72 522.793 522.793 522.793
Cd
1,8 1,3,5 1,2 1,3,5 1,2,8 1,3,5,7 1,2,3,5,7
M 50.66 -556.71 6.82 -556.71 47.892 -514.203 -512.385
N 451.72 1793.43 530.69 1793.43 522.793 1659.26 1730.33
A
1,8 1,7 1,4,5 1,2,4,5,8 1,3,5,7 1,2,4,5,8 1,2,3,5,7
M 1701.4 -1297 934.88 2208.97 -1540.86 2208.97 -1494.64
N 451.72 451.72 887.79 915.256 1659.26 915.256 1730.33
Qmax
1,7 166.23 1,4,5,7 234.745
IV. Thiết kế cột
1. Xác địng nội lực cặp nội lực tính toán
* Đoạn cột trên:
Cột trên có tiết diện đối xứng, cặp nội lực nguy hiểm nhất là tổ hợp có
momen uốn với trị số tuyệt đối lớn nhất(dấu âm hoặc dương)và lực dọc tương
ứng.
Từ bảng tổ hợp nội lực, so sánh cặp nội lực ở tiết diện (B—B) và (C
T
—
C
T
),chọn cặp nội lực ở tiết diện (B—B):M=-643,55 KN.m; N
TƯ
=552,79 KN
* Đoạn cột dưới:
Cột dưới có tiết diện không đối xứng, khi thiết kế cần 2 cặp nội lực
+ Chọn cặp (M
(-)
max
;N
TƯ
).
Ta chọn cặp nội lực (M
(-)
max
;N
TƯ
).=(-1494,64 ; 1730,33).
NguyÔn M¹nh Hïng -09529-47- SBXD
14
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét