BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐHXD MIỀN TRUNG KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU NHÀ THÉP ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP NHẸ MỘT TẦNG MỘT NHỊP Giảng viên hướng dẫn : ThS. Lê Văn Trình Sinh viên thực hiện : Nguyễn Minh Tâm Lớp : D21XDK3 MSSV : 21DQ5802011009 STT : 19 Phú Yên, 2024 MỤC LỤC NỘI DUNG TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG MỘT NHỊP. SỐ LIỆU THIẾT KẾ. THIẾT KẾ HỆ GIẰNG.
Hệ giằng mái. Hệ giằng cột. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG. Theo phương đứng.
Theo phương ngang. Sơ đồ tính khung ngang. THIẾT KẾ XÀ GỒ CÁN NÓNG. Tải trọng tác dụng.
Kiểm tra về cường độ. Kiểm tra về biến dạng. Xà gồ dập nguội.Error! Bookmark not defined. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG.
Tải trọng thường xuyên (Tĩnh tải). Hoạt tải mái. Hoạt tải cầu trục. Áp lực đứng của cầu trục.
Lực hãm ngang của cầu trục. Tải trọng gió. 16 Gió theo phương ngang nhà. XÁC ĐỊNH VÀ TỔ HỢP NỘI LỰC.
Chọn sơ bộ tiết diện cột và xà ngang. Tiết diện cột và tiết diện đầu xà thay đổi tiết diện. Tiết diện cuối xà thay đỗi tiết diện và tiết diện xà không thay đỗi tiết diện. Tiết diện dầm vai.
Xác định nội lực. Kiểm tra chuyển vị ngang đỉnh cột. Tổ hợp nôi lực. THIẾT KẾ CỘT.
Xác định chiều dài tính toán. Kiểm tra tiết diện. Kiểm tra bền cho cột. Kiểm tra ổn định tổng thể cho cột.
Kiểm tra ổn định cục bộ cho cột. Kiểm tra với các cặp nội lực khác. THIẾT KẾ XÀ NGANG. Đoạn xà thay đổi tiết diện.
Kiểm tra bền cho xà thay đổi. Kiểm tra ổn định cục bộ cho xà thay đổi.2 Đoạn xà không thay đổi tiết diện. Kiểm tra bền cho xà không thay đổi. Kiểm tra ổn định cục bộ cho xà thay đổi.
THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT. Kiểm tra bền cho tiết diện tại vị trí ngàm với cột. Kiểm tra ổn định cục bộ cho tiết diện tại vị trí ngàm với cột. Kiểm tra khả năng chịu lực cho các đường hàn liên kết dầm vai vào cột.
Tính toán bản đế. Tính toán dầm đế. Tính toán sườn A. Tính toán sườn B.
Tính toán bulong neo. Tính toán các đường hàn liên kết cột vào bản đế. Liên kết cột với xà ngang. Tính toán bulong liên kết.
Tính toán mặt bích. Tính toán đường hàn liên kết cột (xà) với mặt bích. Mối nối đỉnh xà. Tính toán bulong liên kết.
Tính toán mặt bích. Mối nối xà (tại nhịp). Liên kết bản cánh với bản bản bụng cột và xà ngang.66 Đồ án Kết cấu nhà thép GVHD: ThS. Lê Văn Trình MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1.
Chi tiết thanh giằng chống xiên liên kết giữa xà ngang với xà gồ. Hệ giằng cột. Sơ đồ tính khung với tĩnh tải. Sơ đồ tính khung với hoạt tải mái.
Sơ đồ xác định đường ảnh hưởng. Sơ đồ tính khung với áp lực đứng của cầu trục. Sơ đồ tính khung với lực hãm ngang của cầu trục. Tiết diện cột và tiết diện đầu xà thay đổi tiết diện.
Tiết diện cuối xà thay đổi tiết diện và tiết diện xà không thay đổi tiết diện. Tiết diện dầm vai. Sơ đồ phần tử trong SAP2000.Error! Bookmark not defined. Sơ đồ tên tiết diện khung trong SAP2000.
Sơ đồ tiết diện khung trong SAP2000. Tĩnh tải tác dụng lên khung (kN, kN/m). Hoạt tải cả mái tác dụng lên khung (kN/m). Hoạt tải mái trái tác dụng lên khung (kN/m).
Hoạt tải mái phải tác dụng lên khung (kN/m). Dmax trái tác dụng lên khung (kN). Dmax phải tác dụng lên khung (kN). Tmax trái tác dụng lên khung (kN).
Tmax phải tác dụng lên khung (kN). Gió trái tác dụng lên khung (kN/m). Gió phải tác dụng lên khung (kN/m). Kết quả chuyển vị đỉnh cột trái do TT gây ra.
Kết quả chuyển vị đỉnh cột trái do GXT gây ra. Kích thước bản đế và sơ đồ ứng suất. Tính toán bu lông neo. Các kích thước của chân cột.
Các kích thước của mối nối cột với xà ngang. Các kích thước mối nối đỉnh xà. Các kích thước của mối nối xà tại nhịp.66 SVTH:Nguyễn Minh Tâm 5 Lớp:D21XDK3 Đồ án Kết cấu nhà thép GVHD: ThS. Lê Văn Trình TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG MỘT NHỊP 1.
SỐ LIỆU THIẾT KẾ Thiết kế khung thép nhà công nghiệp nhẹ một tầng một nhịp (nhà có2 cầu trục hoạt động, chế độ làm việc trung bình,móc mềm).Với cácthông số thiết kế như sau: Cao Độ Nhịp Bước Số Sức nâng trình dốc khung, cột B bước cầu trục Q ray H1 mái, i L (m) (m) cột, n (T) (m) (%) 24 6,2 13 10 9,3 12 Áp lực Địa Chu kỳ DỮ gió, Wo hình dao động LIỆU (daN/m2 riêng, T1 GIÓ ) 125 C >1 Các dữ liệu khác: Thép CCT42. Bê tông móng B20.Sử dụng phương pháp hàn tay, không bản lót, que hàn N46. Bulông chịu lực của kết cấu là bulông tinh. Mái lợp tôn, có một hệ giằng xà gồ.
THIẾT KẾ HỆ GIẰNG 2. Hệ giằng mái Hệ giằng mái trong nhà công nghiệp sử dụng khung thép nhẹ được bố trí theo phương ngang nhà tại hai gian đầu hồi (hay gần đầu hồi), đầu các khối nhiệt độ và ở một số gian giữa nhà tùy thuộc chiều dài nhà, sao cho khoảng cách giữa các giằng bố trí không quá 5 bước cột. Bản bụng của hai xà ngang cạnh nhau được nối bởi các thanh giằng chéo chữ thập. Các thanh giằng chéo này có thể là thép tròn hay cáp thép mạ kẽm đường kính không nhỏ hơn 12 mm (khi sức trục từ 5 tấn trở xuống), thép góc (khi sức trục lớn).
Ngoài ra, cần bố trí các thanh chống dọc bằng thép hình (thường là thép góc) tại các vị trí quan trọng như đỉnh mái, đầu xà (cột),. Trường hợp nhà có cầu trục, cần bố trí thêm các thanh giằng chéo chữ thập dọc theo đầu cột để tăng độ cứng cho khung ngang theo phương dọc nhà và truyền các tải trọng ngang như tải trọng gió, lực hãm cầu trục ra các khung lân cận. Độ mảnh của thanh chống không được vượt quá 200. SVTH:Nguyễn Minh Tâm 6 Lớp:D21XDK3 Đồ án Kết cấu nhà thép GVHD: ThS.
Lê Văn Trình Hình 1. Hệ giằng mái Trường hợp nhà có cầu trục với sức nâng trên 10 tấn, cần bố trí thêm các thanh giằng chéo chữ thập dọc theo đầu cột để tăng độ cứng cho khung ngang theo phương dọc nhà và truyền các tải trọng ngang như tải trọng gió, lực hãm cầu trục ra các khung lân cận. Nếu sức trục dưới 10 tấn thì không cần. Theo chiều cao tiết diện xà, giằng mái bố trí lệch lên phía trên (khi chịu tải trọng bình thường, cánh trên của xà là cánh nén); khi chịu tải trọng gió, cánh dưới của xà chịu nén nên phải gia cường bằng các thanh giằng chống xiên (liên kết với xà gồ).
Tiết diện thanh chống không nhỏ hơn, điểm liên kết với xà gồ cách xà khoảng từ 600÷800. Chi tiết thanh giằng chống xiên liên kết giữa xà ngang với xà gồ 2. Hệ giằng cột Hệ giằng cột có tác dụng đảm bảo độ cứng dọc nhà và giữ ổn định cho cột, tiếp nhận và truyền xuống móng các tải trọng tác dụng theo phương dọc nhà như tải trọng gió lên tường đầu hồi, lực hãm dọc nhà của cầu trục. SVTH:Nguyễn Minh Tâm 7 Lớp:D21XDK3 Đồ án Kết cấu nhà thép GVHD: ThS.
Lê Văn Trình Hình 3. Hệ giằng cột Hệ giằng cột thường bố trí hai lớp: - Hệ giằng cột trên (từ mặt dầm hãm đến đầu cột). - Hệ giằng cột dưới (từ mặt nền đến mặt dầm vai). Hệ giằng cột gồm các thanh giằng chéo được bố trí trong những gian có hệ giằng mái.
Trường hợp nhà không có cầu trục hoặc nhà có cầu trục với sức nâng dưới 15 tấn có thể dùng thanh giằng chéo chữ thập bằng thép tròn đường kính không nhỏ hơn 20 mm. Nếu sức trục trên 15 tấn cần dùng thép hình, thường là thép góc. Độ mảnh của thanh giằng không được vượt quá 200. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG 3.
Theo phương đứng - Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang: Trong đó: (Tra catalo cầu trục) (chọn khe hở an toàn giữa dầm cầu trục và xà ngang) Chọn - Chiều cao của cột khung, tính từ mặt móng đến đáy xà ngang: Trong đó: H1: cao trình đỉnh ray, H1 =9.3(m) - Chiều cao của phần cột tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang: Trong đó: Hdct là chiều cao dầm cầu trục chọn sơ bộ chọn bằng 0. Hr là chiều cao ray chọn sơ bộ bằng 0. SVTH:Nguyễn Minh Tâm 8 Lớp:D21XDK3 Đồ án Kết cấu nhà thép GVHD: ThS. Lê Văn Trình - Chiều cao của phần cột tính từ mặt móng đến mặt trên của vai cột: - Chiều cao đỉnh mái được xác định như sau: Chọn 3.
Theo phương ngang Vì sức trục < 30T nên coi trục định vị trùng với mép ngoài của cột (lấy a = 0). Khoảng cách từ trục định vị tới trục ray cầu trục là: Chiều cao tiết diên cột chọn theo yêu cầu độ cứng: Chọn Kiểm tra khe hở giữa ray cầu trục và cột khung: (Tra catalo cầu trục) 3. Sơ đồ tính khung ngang Do sức nâng của cầu trục không lớn nên chọn phương án tiết diện cột không đổi, với độ cứng là I1. Vì nhịp của khung L = 24m, nên chọn phương án xà ngang có tiết diện thay đổi hình nêm.
Với đoạn xà tiết diện thay đổi (4m), độ cứng ở đầu xà và cuối xà là I1 và I2. Với đoạn xà tiết diện không đổi (8m), độ cứng là I2. Giả thiết tỷ số I1/I2= 2. Do nhà có cầu trục nên chọn kiểu liên kết giữa cột và móng là ngàm tại mặt móng (cốt 0.
Chiều dài dầm vai chọn sơ bộ: Chọn Liên kết giữa cột và xà ngang và liên kết tại đỉnh xà ngang là cứng. Trục cột khung lấy trùng với trục định vị để đơn giản hoá tính toán và thiên về an toàn. SVTH:Nguyễn Minh Tâm 9 Lớp:D21XDK3 Đồ án Kết cấu nhà thép GVHD: ThS. Lê Văn Trình Hình 4.
Sơ đồ tính khung ngang 4. THIẾT KẾ XÀ GỒ CÁN NÓNG 4. Tải trọng tác dụng Độ dốc mái: Khoảng cách bố trí giữa hai xà gồ: Mái lợp tôn múi tráng kẽm dày 0,7 mm có trọng lượng: Chọn sơ bộ tiết diện xà gồ dạng chữ [ có số hiệu [12 với các thông số của tiết diện sau: Hoạt tải tác dụng được xác định theo TCVN 2737-2023: Tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán tác dụng lên xà gồ: 4. Sơ đồ tính Tải trọng tác dụng lên xà gồ được phân theo hai phương: SVTH:Nguyễn Minh Tâm 10 Lớp:D21XDK3 Đồ án Kết cấu nhà thép GVHD: ThS.
Lê Văn Trình Hình 5.