CHƯƠNG I: CÁC BỘ PHẬN CỦA KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP I) SỐ LIỆU ĐỀ BÀI 1. Kích thước khung nhà công nghiệp: Hình 0: Chi tiết vai cột Dàn vì kèo có chiều cao đầu dàn H0 = 2200 mm Độ dốc thanh cánh trên i= 1/6 (nếu dùng xà gồ đỡ mái tole) Khoảng cách giữa các xà gồ thép hình chữ C cán nóng (khi chiếu lên mặt bằng) là 1. Chiều sâu chôn cột bên dưới cốt nền H3 = - 600mm Bước cột B = 6m. Số bước cột n = 10.
SVTH: VÕ NGỌC THẮNG - 1814111 1 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: Ths: TRẦN TIẾN ĐẮC Cầu trục làm việc ở chế độ trung bình. Mỗi xe con có hai móc cẩu dạng móc mềm. móc chính có sức trục lớn. móc phụ có sức trục nhỏ hơn.
ký hiệu Q (T) Nhịp L của khung ngang: 27m Cao trình đỉnh ray: 9.6m Vùng áp lực gió: Côn đảo- Địa hình A Sức trục Q của cầu trục: 30/5 Bu lông neo lấy với cấp độ bền 4. Bu lông liên kết các cấu kiện lấy với cấp độ bền 8. Sử dụng thép CCT34. Hệ số độ tin cậy của vật liệu M = 1.05; Hệ số điều kiện làm việc M = 0.
Cột trong khung là cột bậc. bao gồm hai đoạn. Cột trên tiết diện đặc chữ I tổ hợp. tiếp nhận tải trọng của dàn vì kèo.
Cột dưới là cột rỗng hai nhánh thanh giằng. Nhánh ngoài của cột dưới được gọi là nhánh mái. nhánh trong của cột dưới được gọi là nhánh cầu trục Sử dụng xà gồ tiết diện hình chữ C cán nóng đỡ mái tole. Cầu trục Nhịp nhà L = 27m.
cầu trục 2 móc cẩu. chế độ làm việc trung bình. móc chính có sức nâng 30T. Loại ray thích hợp : KP70 Các thông số tra bảng: Trượng Kích thước cầu trục (mm) Áp lực bánh Lk Loại lượng (T) Q (T) xe lên ray (mm) ray Xe Cầu Bc K Hc B1 F (T) con trục 30 5 2550 6300 5100 2750 300 500 KP70 33 12 56.5 II ) KÍCH THƯỚC THEO PHƯƠNG ĐỨNG - khoảng hở an toàn giữa cầu trục và vì kèo: c = 100 mm L 27000 - độ võng của kết cấu mái f = = =108 250 250 SVTH: VÕ NGỌC THẮNG - 1814111 2 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: Ths: TRẦN TIẾN ĐẮC 1) Kích Kích thước H2 từ mặt ray đến đáy kết cấu chịu lực (cánh dưới của dàn) được xác định như sau: H2 Hc + c + f= 2750+100+108= 2958 mm Chọn H2 = 3000 mm.
2) Chiều cao của xưởng tính từ nền đến đáy vì kèo H= H1 + H2 = 9600+3000= 12600 Chiều cao cột trên từ vai đỡ dầm cầu trục đến đáy vì kèo: Htr = H2 + Hdcc + Hr Trong đó: • H2 kích thước từ mặt ray đến đáy kết cấu chịu lực (cánh dưới của dàn). • Hdct chiều cao dầm cầu trục. • Hr chiều cao ray và đệm chọn theo catalogue thép ray. Chọn Hdcc = 680mm; Hr = 120 mm (ray KP – 70).
Ta có chiều cao cột trên như sau: Htr = 3000 + 680 + 120 = 3800 (mm) 3) Chiều cao phần cột dưới tính từ bản đế chân cột đến chỗ đổi tiết diện: Hd = H- H1 + H3 = 12600- 3800+600= 9400 mm III) KÍCH THƯỚC THEO PHƯƠNG NGANG.1 Chiều cao tiết diện cột trên Do yêu cầu về độ cứng nên lấy vào khoảng 1/10 đến 1/11 chiều cao phần cột trên Htr. 11 10 tr Ta chọn htr = 500mm.2 Chiều cao tiết diện cột dưới. Để cho cầu trục khi chuyển động không cham vào cột thì khoảng cách từ trục ray đến trục định vị phải đảm bảo đủ lớn. ≥ B1 + (htr – a) + D Trong đó: • B1 phần đầu của cầu trục bên ngoài ray.
lấy theo catalogue cầu trục. • a khoảng cách từ trục định vị đến mép ngoài cột. • D là khe hở an toàn giữa cầu trục và mặt trong cột. Ta chọn a = 250mm; D = 200mm.
SVTH: VÕ NGỌC THẮNG - 1814111 3 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: Ths: TRẦN TIẾN ĐẮC B1 + (htr – a) + D = 300 + (500 – 250) + 200 = 750mm. Ta chọn = 750mm.3 Chiều cao tiết diện cột dưới: hd = + a = 750 + 250 = 1000 (mm). Do điều kiện về độ cứng. nên không lấy nhỏ hơn (1/20 ÷ 1/15)H.
với H là chiều cao toàn cột. Ta có: 1 1 hd = 1000mm > ( Hd ÷ H ) = (510mm ÷ 680mm). giá trị chiều cao tiết diện cột dưới đạt yêu cầu. IV) Kích thước dàn mái và cửa mái.
Chiều cao đầu dàn cửa trời lấy theo chiều cao đầu dàn H0 = 2200mm. Chiều dài cửa mái thường lấy từ 1/3 đến 1/2 chiều dài nhịp.5m) 3 2 Ta chọn Lcm = 9m. Bậu cửa dưới cao 600mm và bậu cửa trên cao 400 mm và phần cánh cửa cao 1200mm. SVTH: VÕ NGỌC THẮNG - 1814111 4 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: Ths: TRẦN TIẾN ĐẮC 2.5 Hình 1: Sơ đồ khung nhà thép công nghiệp ( sai ) V) HỆ GIẰNG 1.
Hệ giằng mái a) Giằng trong mặt phẳng cánh trên. Hệ giằng bao gồm các thanh chéo hình chữ thập trong mặt phẳng cánh trên và các thanh chống dọc nhà. tác dụng chính của chúng là đảm bảo ổn định cho cánh trên chịu nén của dàn. tạo nên những điểm cố kết không chuyển vị ra ngoài mặt phẳng dàn.
Các thanh giằng chữ thập bố trí ở hai đầu khối nhiệt độ. các thanh còn lại được liên kết vào các khối cứng bằng xà gồ hay sườn của tấm mái. SVTH: VÕ NGỌC THẮNG - 1814111 5 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: Ths: TRẦN TIẾN ĐẮC Mặt bằng bố trí hệ giằng như hình vẽ H2: 6000 Hình 2 a) Giằng trong mặt phẳng cánh dưới. Giằng trong mặt phẳng cánh dưới được đặt ở vị trí có giằng cánh trên.
nghĩa là ở hai đầu khối nhiệt độ và ở khoảng giữa. Nó cùng với giằng cánh trên tạo nên miếng cứng không gian bất biến hình. Hệ giằng cánh dưới tại đầu hồi nhà dùng làm gối tựa cho cột hồi. chịu tải trọng gió thổi lên tường hồi.
Hình 3: SVTH: VÕ NGỌC THẮNG - 1814111 6 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: Ths: TRẦN TIẾN ĐẮC c) Hệ giằng đứng Hệ giằng đứng đặt trong mặt phẳng các thanh đứng. có tác dụng cùng với các giằng nằm tạo nên khối cứng bất biến hình. giữ vị trí và cố định cho dàn vì kèo khi dựng lắp. Theo phương dọc nhà.
chúng được đặt tại những giằng có giằng nằm ở cánh trên và cánh dưới. Hình 4 d) Hệ giằng ở cột Hệ giằng của cột đảm bảo sự bất biến hình học và độ cứng của toàn nhà theo phương dọc. chịu tác dụng của tải trọng dọc nhà và đảm bảo ổn định của cột. Các thanh giằng cột được bố trí suốt chiều cao của gai cột đĩa cứng: trong phạm vi đầu dàn- chính là hệ giằng đứng của mái; lớp trên từ mặt dầm cầu trục đến nút gối tựa dưới của dàn vì kèo.
bên dưới dầm cầu trục cho đến chân cột. Các thanh giằng lớp trên được đặt trong mặt phẳng trục cột. các thanh giằng lớp dưới đặt trong 2 mặt phẳng của hai nhánh. HÌNH 5 SVTH: VÕ NGỌC THẮNG - 1814111 7 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: Ths: TRẦN TIẾN ĐẮC CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN KHUNG NGANG I) Tải trọng tác dụng lên khung ngang.
1) Tải trọng tác dụng lên dàn a) Trọng lượng mái γ Tải tiêu chuẩn Tải tính toán Tải trọng mái tole xà gồ Hệ số vượt tải (daN/m ) ( daN/m2 mái) 3 ( daN/m2 mái) Tole 7850 4.092 Lớp cách nhiệt rockwool dày 40 4.8 100mm Xà gồ C16; b=1.41 Tổng tải trọng 17. Quy đổi giá trị tĩnh tải mái sang tải phân bố trên mặt bằng : 19. cos ( arctan(1/6)) b) Trọng lượng bản thân dàn và hệ giằng Theo công thức kinh nghiệm : gtc d = 1.16 daN/m2 mặt bằng Trong đó: • L là nhịp dàn. • d là hệ số trọng lượng bản thân dàn; lấy bằng 0.9 đối với dàn nhịp từ 24m đến 36m.2 là hệ số kể đến trọng lượng các thanh giằng.16 daN/m2 mặt bằng SVTH: VÕ NGỌC THẮNG - 1814111 8 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: Ths: TRẦN TIẾN ĐẮC gttd = 29.992 daN/m2 mặt bằng c) Trọng lược kết cấu cửa trời.
- Theo công thức tiên nghiệm gtc ct = αct × Lct Để tính chính xác hơn tải trọng nút dàn. ta có thể dùng trị số từ 12 – 18 daN/m2. Ta chọn gcct = 18 daN/m2 mặt bằng nhà Giá trị tính toán của trọng lượng kết cấu cửa trời: gct = γ × gcct = 1. d) Trọng lượng cánh cửa trời và bậu cửa trời.
Các tải trọng này tập trung ở chân cửa trời phân bố đều dọc theo chiều dài của mặt bằng nhà. tính từ khung 2 đến khung thứ 10. Trọng lượng của bậu cửa: Gcbc = 150× 6= 900 daN. Trọng lượng cánh cửa kính cao 1.2 × 6 = 288 daN Tổng trọng lượng bậu và cửa kính: Gcck + Gcbc = 900 + 288 = 1188 daN Gttck.256 daN e) Tải trọng tạm thời Theo TCVN 2337:1990 đối với mái( tole) bằng không sử dụng.
chỉ có người đi lại sửa chữa thì pc = 30 daN/m2. Giá trị hoạt tải tính toán: ptt = × pc = 1. SVTH: VÕ NGỌC THẮNG - 1814111 9 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: Ths: TRẦN TIẾN ĐẮC tải trọng phân bố đều trên dàn : + Tải trọng thường xuyên Gb.6+2 = 573 daN / m 6 27 cos(arctan(1/6) + Tải trọng tạm thời: p = ptt × B = 39. 2) Tải trọng tác dụng lên cột.
a) Do phản lực của dàn. Phản lực của dàn do tải trọng thường xuyên: gL 5. 2 2 Phản lực của dàn do tải trọng tạm thời: pL 2. 2 2 b) Do trọng lượng dầm cầu trục.
Theo công thức kinh nghiệm ta có: Gdct = αdct × L2dct (daN) Trong đó: • Ldct là nhịp dầm cầu trục • dct là hệ số trọng lượng bản thân cầu trục. thường lấy từ 24 - 37 đối với cầu trục sức trục trung bình (Q ≤ 75T). Gdct đặt tại chỗ vai đỡ cầu trục và là tải trọng thường xuyên. Ta chọn dct = 30.
SVTH: VÕ NGỌC THẮNG - 1814111 10 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: Ths: TRẦN TIẾN ĐẮC Gdct = αdct × L2dct = 30× 62 = 1080 daN = 10. c) Do áp lực đứng của bánh xe lên cầu trục. Áp lực bánh xe truyền qua dầm cầu trục thành lực tập trung vào vai cột. Tải trọng đứng của cầu trục lên cột được xác định do tác dụng của chỉ hai cầu trục hoạt động trong một nhịp.
bất kể số cầu trục thực tế trong nhịp đó.